В замкнутой электрической цепи источник затрачивает электрическую энергию WИСТ на перемещение единицы положительного заряда по всей замкнутой цепи, т. е. на внутреннем и внешнем участках ((1.3) и рис. 2.3). ЭДС источника определяется выражением так как Энергия источника расходуется на потребителе (полезная энергия) и на внутреннем сопротивлении источника (потери) Потерей энергии в проводах, при незначительной их длине, можно пренебречь. Из закона сохранения энергии следует Во всех элементах электрической цепи происходит преобразование энергии (в источниках различные виды энергии преобразуются в электрическую, в потребителях - электрическая в другие виды энергии). Скорость такого преобразования энергии определяет электрическую мощность элементов электрической цепи Обозначается электрическая мощность буквой Р, а единицей электрической мощности является ватт, другими словами, [Р] = Вт (ватт) Таким образом, мощность источника электрической энергии определяется выражением Мощность потребителя, т. е. полезная, потребляемая мощность, будет равна Если воспользоваться законом Ома для участка электрической цепи, то полезную мощность можно определить следующим выражением: Потери мощности на внутреннем сопротивлении источника Для любой замкнутой цепи должен сохраняться баланс мощностей Так как электрическая мощность измеряется в ваттах, то единицей измерения электрической энергии является [W] = [P·t ] = Вт·с. Коэффициент полезного действия электрической цепи η определяется отношением полезной мощности (мощности потребителя) ко всей затраченной мощности (мощности источника) Электрическая энергия и мощность. Электрическая энергия и мощность
Энергия и мощность электрического тока
. Из этого выражения следует, что энергия, затраченная источником, равна
(1.13)
, что вытекает из определения величины тока 
.
(1.14)
(1.15)
(1.16)
(1.17)
(1.18)
(1.19)
(1.20)
(1.21)
(1.22)
(1.23)Похожие статьи:
poznayka.org
Электрическая энергия и мощность
В любой электрической цепи электрическая энергия (а также мощность) вырабатываемая источниками, равна энергии (мощности), потребляемой приемниками.
Согласно закону Джоуля-Ленца энергия, потребляемая резистивным элементом (резистором) с сопротивлением R, определяется по формулам:
(2.13)
В электрической цепи постоянного тока мощность Р равна отношению энергии W к промежутку времени t, в течение которого энергия была выработана источником или преобразована приемником электрической энергии.
(2.14)
Мощность численно равна энергии W, если промежуток времени t равен единице.
Из (2.13) и (2.14) получаем выражения для расчета мощности резистивного приемника:
(2.15)
Если направление ЭДС и тока через источник совпадают, то мощность, вырабатываемая источником с ЭДС Е,равна:
В противном случае мощность источника отрицательна и ее относят к мощности приемника.
Для любой электрической цепи можно записать уравнение баланса мощностей 
,
или 
(2.16)
В левой части уравнения (2.16) находятся мощности, вырабатываемые всеми источниками электрической энергии, в правой – мощности, преобразуемые (потребляемые) всеми приемниками электрической энергии.
Основными единицами электрической энергии (ЭЭ) и мощности являются 1 джоуль (1 Дж = 1 В·А·с) и 1 ватт (1 Вт = 1 Дж/с=1 В·А). Для мощности и энергии промышленных установок часто используются более крупные единицы: 1 киловатт (1 кВт = 103Вт), 1 мегаватт (1 МВт = 106 Вт), 1 киловатт-час (1 кВтч = 3,6·106Втс).
Похожие статьи:
poznayka.org
Электрическая энергия и мощность
При перемещении элементарного электрического заряда 
под действием сил электрического поля из одной точки электрической цепи в другую этим полем совершается работа
. (1.2)
где 
— напряжение между точками цепи; 
— ток участка цепи, соединяющего точки
Откуда напряжение между двумя точками электрического поля может быть определено как скорость изменения энергии поля, затрачиваемой на перенос положительного заряда из одной точки в другую,
.
В Международной системе единиц СИ напряжение измеряется в вольтах (В), энергия (работа) — в джоулях (Дж), а заряд в кулонах (Кл), поэтому В = Дж/Кл.
Энергия,затраченная на перемещение зарядов, в произвольный момент времени 
, определяется с учётом (1.2) в виде
.
Если в любой момент времени значение энергии положительно, то цепь является потребителем энергии и называется пассивной цепью, а если — отрицательна, то это означает, что цепь содержит не менее одного источника энергии и называется активной цепью.
Мгновенная мощность представляет собой скорость изменения энергии и вычисляется как производная от энергии по времени. Следовательно, мгновенная мощность равна подынтегральному выражению предшествующей формулы
. (1.3)
В Международной системе единиц СИ мощность выражают в ваттах (Вт). Тогда ватт можно выразить в виде Вт = Дж/с.
Похожие статьи:
poznayka.org
Электрическая энергия - это... Что такое Электрическая энергия?
Электромагнитная энергия — термин, под которым подразумевается энергия, заключенная в электромагнитном поле. Сюда же относятся частные случаи чистого электрического поля и чистого магнитного поля. Эта энергия равна механической работе, совершаемой при перемещении зарядов и проводников в электрическом и магнитном полях.
Работа электрического поля по перемещению заряда
Понятие работы A электрического поля E по перемещению заряда Q вводится в полном соответствии с определением механической работы:
где — разность потенциалов (также употребляется термин напряжение)
Во многих задачах рассматривается непрерывный перенос заряда в течение некоторого времени между точками с заданной разностью потенциалов U(t), в таком случае формула для работы следует переписать следующим образом:
где — сила тока
Мощность электрического тока в цепи
Мощность W электрического тока для участка цепи определяется обычным образом, как производная от работы A по времени, то есть выражением:
— это наиболее общее выражение для мощности в электрической цепи.
С учётом закона Ома :
Электрическую мощность, выделяемую на сопротивлении R можно выразить как через ток: ,
так и через напряжение:
Соответственно, работа (выделившаяся теплота) является интегралом мощности по времени:
Энергия электрического и магнитного полей
Для электрического и магнитного полей их энергия пропорциональна квадрату напряжённости поля. Следует отметить, что, строго говоря, термин энергия электромагнитного поля является не вполне корректным. Вычисление полной энергии электрического поля даже одного электрона приводит к значению равному бесконечности, поскольку соответствующий интеграл (см. ниже) расходится. Бесконечная энергия поля вполне конечного электрона составляет одну из теоретических проблем классической электродинамики. Вместо него в физике обычно используют понятие плотности энергии электромагнитного поля (в определенной точке пространства). Общая энергия поля равняется интегралу плотности энергии по всему пространству.
Плотность энергии электромагнитного поля является суммой плотностей энергий электрического и магнитного полей.
В системе СИ:
где E — напряжённость электрического поля, H — напряжённость магнитного поля, — электрическая постоянная, и — магнитная постоянная. Иногда для констант и — используют термины диэлектрическая проницаемость и магнитная проницаемость вакуума, — которые являются крайне неудачными, и сейчас почти не употребляются.
Потоки энергии электромагнитного поля
Для электромагнитной волны плотность потока энергии определяется вектором Пойнтинга S (в российской научной традиции — вектор Умова-Пойнтинга).
В системе СИ вектор Пойнтинга равен: ,
— векторному произведению напряжённостей электрического и магнитного полей, и направлен перпендикулярно векторам E и H. Это естественным образом согласуется со свойством поперечности электромагнитных волн.
Вместе с тем, формула для плотности потока энергии может быть обобщена для случая стационарных электрических и магнитных полей, и имеет совершенно тот же вид: .
Сам факт существования потоков энергии в постоянных электрических и магнтных полях, на первый взгляд, выглядит очень странно, но это не приводит к каким-либо парадоксам; более того, такие потоки обнаруживаются в эксперименте.
См. также
3dic.academic.ru
Электрическая энергия - это... Что такое Электрическая энергия?
Электромагнитная энергия — термин, под которым подразумевается энергия, заключенная в электромагнитном поле. Сюда же относятся частные случаи чистого электрического поля и чистого магнитного поля. Эта энергия равна механической работе, совершаемой при перемещении зарядов и проводников в электрическом и магнитном полях.
Работа электрического поля по перемещению заряда
Понятие работы A электрического поля E по перемещению заряда Q вводится в полном соответствии с определением механической работы:
где — разность потенциалов (также употребляется термин напряжение)
Во многих задачах рассматривается непрерывный перенос заряда в течение некоторого времени между точками с заданной разностью потенциалов U(t), в таком случае формула для работы следует переписать следующим образом:
где — сила тока
Мощность электрического тока в цепи
Мощность W электрического тока для участка цепи определяется обычным образом, как производная от работы A по времени, то есть выражением:
— это наиболее общее выражение для мощности в электрической цепи.
С учётом закона Ома :
Электрическую мощность, выделяемую на сопротивлении R можно выразить как через ток: ,
так и через напряжение:
Соответственно, работа (выделившаяся теплота) является интегралом мощности по времени:
Энергия электрического и магнитного полей
Для электрического и магнитного полей их энергия пропорциональна квадрату напряжённости поля. Следует отметить, что, строго говоря, термин энергия электромагнитного поля является не вполне корректным. Вычисление полной энергии электрического поля даже одного электрона приводит к значению равному бесконечности, поскольку соответствующий интеграл (см. ниже) расходится. Бесконечная энергия поля вполне конечного электрона составляет одну из теоретических проблем классической электродинамики. Вместо него в физике обычно используют понятие плотности энергии электромагнитного поля (в определенной точке пространства). Общая энергия поля равняется интегралу плотности энергии по всему пространству.
Плотность энергии электромагнитного поля является суммой плотностей энергий электрического и магнитного полей.
В системе СИ:
где E — напряжённость электрического поля, H — напряжённость магнитного поля, — электрическая постоянная, и — магнитная постоянная. Иногда для констант и — используют термины диэлектрическая проницаемость и магнитная проницаемость вакуума, — которые являются крайне неудачными, и сейчас почти не употребляются.
Потоки энергии электромагнитного поля
Для электромагнитной волны плотность потока энергии определяется вектором Пойнтинга S (в российской научной традиции — вектор Умова-Пойнтинга).
В системе СИ вектор Пойнтинга равен: ,
— векторному произведению напряжённостей электрического и магнитного полей, и направлен перпендикулярно векторам E и H. Это естественным образом согласуется со свойством поперечности электромагнитных волн.
Вместе с тем, формула для плотности потока энергии может быть обобщена для случая стационарных электрических и магнитных полей, и имеет совершенно тот же вид: .
Сам факт существования потоков энергии в постоянных электрических и магнтных полях, на первый взгляд, выглядит очень странно, но это не приводит к каким-либо парадоксам; более того, такие потоки обнаруживаются в эксперименте.
См. также
biograf.academic.ru
Электрическая энергия - это... Что такое Электрическая энергия?
Электромагнитная энергия — термин, под которым подразумевается энергия, заключенная в электромагнитном поле. Сюда же относятся частные случаи чистого электрического поля и чистого магнитного поля. Эта энергия равна механической работе, совершаемой при перемещении зарядов и проводников в электрическом и магнитном полях.
Работа электрического поля по перемещению заряда
Понятие работы A электрического поля E по перемещению заряда Q вводится в полном соответствии с определением механической работы:
где — разность потенциалов (также употребляется термин напряжение)
Во многих задачах рассматривается непрерывный перенос заряда в течение некоторого времени между точками с заданной разностью потенциалов U(t), в таком случае формула для работы следует переписать следующим образом:
где — сила тока
Мощность электрического тока в цепи
Мощность W электрического тока для участка цепи определяется обычным образом, как производная от работы A по времени, то есть выражением:
— это наиболее общее выражение для мощности в электрической цепи.
С учётом закона Ома :
Электрическую мощность, выделяемую на сопротивлении R можно выразить как через ток: ,
так и через напряжение:
Соответственно, работа (выделившаяся теплота) является интегралом мощности по времени:
Энергия электрического и магнитного полей
Для электрического и магнитного полей их энергия пропорциональна квадрату напряжённости поля. Следует отметить, что, строго говоря, термин энергия электромагнитного поля является не вполне корректным. Вычисление полной энергии электрического поля даже одного электрона приводит к значению равному бесконечности, поскольку соответствующий интеграл (см. ниже) расходится. Бесконечная энергия поля вполне конечного электрона составляет одну из теоретических проблем классической электродинамики. Вместо него в физике обычно используют понятие плотности энергии электромагнитного поля (в определенной точке пространства). Общая энергия поля равняется интегралу плотности энергии по всему пространству.
Плотность энергии электромагнитного поля является суммой плотностей энергий электрического и магнитного полей.
В системе СИ:
где E — напряжённость электрического поля, H — напряжённость магнитного поля, — электрическая постоянная, и — магнитная постоянная. Иногда для констант и — используют термины диэлектрическая проницаемость и магнитная проницаемость вакуума, — которые являются крайне неудачными, и сейчас почти не употребляются.
Потоки энергии электромагнитного поля
Для электромагнитной волны плотность потока энергии определяется вектором Пойнтинга S (в российской научной традиции — вектор Умова-Пойнтинга).
В системе СИ вектор Пойнтинга равен: ,
— векторному произведению напряжённостей электрического и магнитного полей, и направлен перпендикулярно векторам E и H. Это естественным образом согласуется со свойством поперечности электромагнитных волн.
Вместе с тем, формула для плотности потока энергии может быть обобщена для случая стационарных электрических и магнитных полей, и имеет совершенно тот же вид: .
Сам факт существования потоков энергии в постоянных электрических и магнтных полях, на первый взгляд, выглядит очень странно, но это не приводит к каким-либо парадоксам; более того, такие потоки обнаруживаются в эксперименте.
См. также
dic.academic.ru
Электрическая энергия. Определение электрической энергии.
Электрическая энергия - это энергия электромагнитного поля, являющегося особым видом материи. Особым в том смысле, что существует в пустоте. В тоже время обладает энергией:
,
массой:
кг/м2
и количеством движения:
.
Электрическая энергия - это спрособность тела производить работу.
Это поле имеет две составляющие - электрическую и магнитную. Это можно показать на примере линии передачи постоянного тока.
Провода линии изолированы друг от друга и находятся под напряжением U. Следовательно, между проводами возникает электрическое поле. На рисунке силовые линии изображены пунктиром. По проводам протекает электрический ток I. Следовательно, в проводах и вне их создается магнитное поле (сплошные линии на рисунке).
На рисунке видно характерное различие между электрическим и магнитным полями. Силовые линии электрического поля не замкнуты они начинаются и оканчиваются на заряженных проводах. Магнитные силовые линии всегда замкнуты они не имеют ни начала, ни конца.
Связь электрических и магнитных явлений была установлена в двадцатых годах прошлого века, когда Ампер и Эрстед доказали, что электрический ток сопровождается возникновением магнитного поля. Окончательная связь электрического поля и магнитного поля была подтверждена Фарадеем, открывшим явление электромагнитной индукции E=-dФ/dt (1831г.)
До создания Доливо – Добровольским м.о. системы трехфазного тока электротехника развивалась как техника постоянного тока.
Теория электромагнитного поля в законченной математической форме была создана Максвеллом в 1873 году.
Введенное Максвеллом представление об электромагнитных волнах подтверждённых, экспериментами Герца об электромагнитных волнах, позволило создать отрасль - радиотехнику.
Генерирование, передача преобразование и потребление электрической энергий возможно лишь при наличии электромагнитного поля.
www.kurstoe.ru
Поделиться с друзьями: