Przeczytaj
Warto przeczytać
MocMoc w fizyce definiuje się jako pracę wykonaną w jednostce czasu. Mówiąc obrazowo, układ fizyczny jest „mocny”, jeśli potrafi wykonać dużą ilość pracy w określonym czasie lub określoną pracę może wykonać szybko. Wzór, który definiuje mocmoc (P) ma postać:
gdzie W oznacza pracę a t czas, w którym została ona wykonana.
Jednostką mocymocy jest wat:
W przypadku prądu elektrycznego pracaprądu elektrycznego praca wykonywana jest przez siły oddziaływania elektrostatycznego działające na elektrony lub inne nośniki prądu. Potocznie używa się jednak także stwierdzenia, że to „prąd wykonuje pracę”.
W dalszych rozważaniach ograniczymy się do obwodów prądu stałego. Aby w takim obwodzie popłynął prąd, musi zostać podłączone źródło, wytwarzające napięcie (inaczej mówiąc – różnicę potencjałów elektrycznych). Wytworzone pole elektryczne powstałe dzięki temu wewnątrz przewodników działa siłą na znajdujące się w nich swobodne ładunki elektryczne. Każdy ładunek, poruszając się wzdłuż obwodu, zmniejsza swoją energię, gdyż działająca na niego siła jest zgodna z przesunięciem. Ta zmiana energii potencjalnych wszystkich poruszających się ładunków jest właśnie równa pracy prądu elektrycznegopracy prądu elektrycznego. Z makroskopowego punktu widzenia, praca ta zamienia się na przykład na energię cieplną grzałki, świetlną żarówki, mechaniczną silnika elektrycznego lub energię chemiczną ładowanego akumulatora.
W elektrostatyce definiuje się potencjał elektryczny w punkcie A, jako liczbowo równy energii potencjalnej ładunku jednostkowego w tym punkcie:
a napięcie elektryczne, to różnica potencjałów pomiędzy dwoma punktami, np.: A i B.
Jeżeli znamy wartość napięcia elektrycznego U na końcach elementu obwodu oraz wiemy, jak duży ładunek q przepłynął przez ten element, możemy obliczyć pracę prądu elektrycznegopracę prądu elektrycznego, jako zmianę elektrostatycznej energii potencjalnej tego ładunku:
Zgodnie z definicją mocy podaną na początku tego rozdziału, możemy wyrazić moc prądu elektrycznego jako:
Skorzystaliśmy z definicji, że natężenie prądunatężenie prądu w obwodzie elektrycznym, to wartość ładunku przepływającego przez element tego obwodu w jednostce czasu.
Podsumowując powyższe rozważania, stwierdzamy:
MocMoc prądu elektrycznego wydzielana na elemencie obwodu elektrycznego, to wartość pracypracy, jaką wykona ten prąd w jednostce czasu. Wyrażona jest wzorem
gdzie I to natężenie prądu przepływającego przez ten element, a U to napięcie elektryczne panujące na jego końcach.
Jednostkę mocymocy, wat, wyrażaliśmy przez jednostki wielkości mechanicznych dżul i sekundę. Z powyższego wzoru wynika, że możemy również wyrazić ją przez jednostki wielkości elektrycznych:
Słowniczek
(ang. power) wielkość fizyczna określająca, ile pracy układ fizyczny wykonuje w jednostce czasu. Moc jest wielkością skalarną podawaną w watach (1W = 1J/1s).
(ang. amperage) w obwodzie elektrycznym, szybkość przepływu ładunku elektrycznego przez element tego obwodu, czyli wartość ładunku, jaki przepłynął w jednostce czasu.
(ang. work of electric current) suma prac poruszających się w obwodzie ładunków elektrycznych, będących zmianą ich energii potencjalnych w tym obwodzie.