10) uses the concept of work and power of electric currentpower of electric currentpower of electric current and their units; applies the relationship between these quantities to the calculations; converts electric energy expressed in kilowatt‑hours into joules and conversely.
From the previous lesson you know that the work of an electric current is expressed by the following formulas:
In order to determine the formula for the power of the electric current P, it is enough to divide the work done by the electric current by the time in which the work was done.
Using the definition of power and substituting formulas for the work of electric current, we get:
After mathematical simplifications, we finally obtain the desired formulas:
When to use the above formulas? We will explain it by examples.
In this example, we have both the voltagevoltagevoltage applied to the heater and the current flowing through this heater. In this case, we use the formula:
Task 2
In the circuit of the Christmas tree lighting, a 0,5 A current is flowing through the bulb with resistance 2 Ω. What is the power of the bulb?
Power can be defined as the ability of the system to perform a given work within a given time. The faster the work is done, the higher the power and conversely:
Substituting in the last equation the formula for the work of electric current we get:
Since the ratio of charge q to the time t is the intensity of the electric current, its power is equal to:
By combining the last equation with Ohm's law (), two other formulas for the power of electric currentpower of electric currentpower of electric current can be given, i.e.:
where: R - electrical resistance.
Selected words and expressions used in the lesson plan
Na pierwszy rzut oka widać, że mamy zarówno opór żaróweczki jak i również natężenie prądu. Zdecydowanie wybieramy więc wzór:
m0194a21973bb5749_1528449000663_0
Moc prądu elektrycznego
m0194a21973bb5749_1528449084556_0
Drugi
m0194a21973bb5749_1528449076687_0
VI. Elektryczność. Uczeń:
10) posługuje się pojęciem pracy i mocy prądu elektrycznego wraz z ich jednostkami; stosuje do obliczeń związki między tymi wielkościami; przelicza energię elektryczną wyrażoną w kilowatogodzinach na dżule i odwrotnie.
m0194a21973bb5749_1528449068082_0
45 minut
m0194a21973bb5749_1528449523725_0
Wyprowadzenie wzoru na moc prądu stałego.
m0194a21973bb5749_1528449552113_0
1. Przypomnienie wzoru na pracę prądu elektrycznego.
2. Wyprowadzenie wzoru na moc w trzech postaciach.
3. Stosowanie wzoru na moc w sytuacjach typowych i nowych.
m0194a21973bb5749_1528450430307_0
Uczeń:
- potrafi wyprowadź wzór na moc prądu elektrycznego,
- stosuje różne wzory na moc prądu elektrycznego w zależności od potrzeb.
m0194a21973bb5749_1528449534267_0
1. Pogadanka przedstawiająca nowe wiadomości.
2. Dyskusja rozwijająca się w toku wspólnego rozwiązywania problemu przez klasę lub grupę.
m0194a21973bb5749_1528449514617_0
1. Praca indywidualna lub w grupach.
2. Współpraca uczniów z nauczycielem podczas dyskusji rozwijającej.
m0194a21973bb5749_1528450127855_0
Odpowiedz na pytania wprowadzające do lekcji.
1. Przedstaw prawo Ohma.
2. Co to jest opór przewodnika?
3. Przedstaw trzy podstawowe wzory przy pomocy których można wyznaczyć prace prądu elektrycznego?
m0194a21973bb5749_1528446435040_0
Z poprzedniej lekcji wiesz, że praca prądu elektrycznego wyraża się wzorami:
Aby wyznaczyć moc prądu elektrycznego P wystarczy pracę wykonaną przez prąd elektryczny podzielić przez czas, w którym praca ta została wykonana.
Z definicji mocy oraz wstawiając wzory na pracę prądu elektrycznego otrzymamy:
Po uproszczeniach matematycznych otrzymujemy ostatecznie poszukiwane wzory:
Kiedy stosować powyższe wzory? Wyjaśnimy to na przykładach.
Polecenie 1
Przez grzejnik elektryczny podłączony do sieci domowej o napięciu 230 V płynie prąd o natężeniu 5 A. Jaka jest moc grzejnika?
Rozwiązanie:
W tym przykładzie mamy zarówno napięcie panujące na grzejniku oraz natężenie prądu płynącego przez ten grzejnik. Stosujemy w tym przypadku wzór:
Polecenie 2
W obwodzie oświetlenia choinkowego przez żaróweczkę o oporze 2 Ω płynie prąd o natężeniu 0,5 A. Jaką mocą świeci żaróweczka?
Rozwiązanie:
Na pierwszy rzut oka widać, że mamy zarówno opór żaróweczki jak i również natężenie prądu. Zdecydowanie wybieramy więc wzór:
Polecenie 3
Do płaskiej bateryjki o napięciu 5 V podłączono żaróweczkę o oporze 1 Ω. Jaka moc wydziela się na żaróweczce?
Rozwiązanie:
Dysponujemy napięciem do którego podłączono żaróweczkę o znanym oporze. Stosujemy więc wzór:
Z powyższych przykładów wynika, że stosowanie wzorów na moc wynika przede wszystkim z tego, jakimi danymi dysponujemy.
[Ilustracja 1]
[Slideshow]
m0194a21973bb5749_1528450119332_0
Moc można zdefiniować jako zdolność układu do wykonania określonej pracy w danym czasie. Im szybciej wykonana zostanie dana praca, tym większa będzie moc i odwrotnie:
Wstawiając do ostatniego równania wyrażenie na pracę prądu elektrycznego otrzymamy:
Ponieważ stosunek ładunku q do czasu t jest natężeniem prądu elektrycznego, to jego moc jest równa:
Łącząc ostatnie równanie z prawem Ohma (), można podać dwa inne równania na moc prądu elektrycznego tj.:
gdzie: R – opór elektryczny.
power of electric current1
power of electric current
moc prądu
RdIdSqMre3o6c1
wymowa w języku angielskim: power of electric current
wymowa w języku angielskim: power of electric current