विद्युत प्रवाहाचे कार्य आणि शक्ती

तारांमधून जाणारा विद्युत प्रवाह विद्युत उर्जेचे इतर कोणत्याही उर्जेमध्ये रूपांतर करून कार्य करतो: उष्णता, प्रकाश, यांत्रिक, रासायनिक इ. अधिक तपशीलांसाठी येथे पहा: विद्युत प्रवाहाची क्रिया

जर विद्युत ऊर्जेच्या उपभोक्त्याला एक व्होल्टचा व्होल्टेज लागू केला असेल, तर याचा अर्थ असा होतो की विद्युत उर्जेचा स्त्रोत, विजेचा एक पेंडंट ग्राहकाद्वारे हस्तांतरित करून, त्यातील एक जूल विद्युत ऊर्जा वापरतो.

विद्युत प्रवाह या ऊर्जेचे दुसर्‍या प्रकारच्या ऊर्जेत रूपांतर करतो, आणि म्हणूनच असे म्हणण्याची प्रथा आहे की ग्राहकातून जाणारा विद्युत प्रवाह कार्य करतो... या कार्याचे प्रमाण स्त्रोताद्वारे वापरल्या जाणार्‍या विद्युत उर्जेच्या प्रमाणात असते.

पॉवर हे मूल्य आहे ज्याची गती दर्शवते ऊर्जा रूपांतरणकिंवा ज्या दराने काम केले जाते.

रासायनिक शक्ती (प्राथमिक पेशी आणि बॅटरीमध्ये) किंवा इलेक्ट्रिक जनरेटरमधील इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक शक्तींच्या प्रभावाखाली ईएमएफच्या स्त्रोतामध्ये, शुल्काचे पृथक्करण होते.

जेव्हा चार्ज हलतो तेव्हा स्त्रोतामध्ये बाह्य शक्तींनी केलेले कार्य किंवा, जसे म्हणतात, स्त्रोतामध्ये "विकसित" विद्युत ऊर्जा, सूत्रानुसार आढळते:

A = QE

जर स्त्रोत बाह्य सर्किटला बंद असेल, तर त्यामध्ये शुल्क सतत सोडले जात असेल आणि बाह्य शक्ती अजूनही कार्य करत आहेत A = QE, किंवा Q = It, A = EIt.

पासून ऊर्जा संवर्धन कायदा त्याच वेळी EMF स्त्रोताद्वारे व्युत्पन्न केलेली विद्युत उर्जा इलेक्ट्रिकल सर्किटच्या विभागांमध्ये इतर प्रकारच्या उर्जेमध्ये "खर्च" (म्हणजे रूपांतरित) केली जाते.

उर्जेचा काही भाग बाह्य विभागात खर्च केला जातो:

A1 = UQ = UIt,

जेथे U हे स्त्रोत टर्मिनल व्होल्टेज आहे, जे बाह्य सर्किट बंद असताना आता EMF च्या समान नाही.

उर्जेचा आणखी एक भाग स्त्रोताच्या आत "हरवलेला" (उष्णतेमध्ये रूपांतरित) आहे:

A2 = A — A1 = (E — U) It = UoIt

शेवटच्या सूत्रात, Uo — हा ईएमएफ आणि स्रोत टर्मिनल व्होल्टेजमधील फरक आहे, ज्याला अंतर्गत व्होल्टेज ड्रॉप म्हणतात… म्हणून,

Uo = E — U,

कुठे

E = U + Uo

म्हणजे स्रोत emf हे टर्मिनल व्होल्टेज आणि अंतर्गत व्होल्टेज ड्रॉपच्या बेरजेइतके आहे.

एक उदाहरण. इलेक्ट्रिक किटली 220 व्होल्ट नेटवर्कशी जोडलेली आहे. केटलच्या हीटिंग एलिमेंटमध्ये विद्युत प्रवाह 2.5 ए असल्यास 12 मिनिटांसाठी केटलमध्ये वापरली जाणारी ऊर्जा निर्धारित करणे आवश्यक आहे.

A = 220 · 2.5 · 60 = 396000 J.

ज्या दराने ऊर्जेचे रूपांतर होते किंवा ज्या दराने काम केले जाते त्याचे वैशिष्ट्य दर्शविणाऱ्या मूल्याला पॉवर (नोटेशन P) म्हणतात:

पी = ए / टी

विद्युत प्रवाहाची ताकद म्हणजे त्याचे प्रति युनिट वेळेचे कार्य.

ज्या दराने यांत्रिक किंवा इतर ऊर्जेचे विद्युत उर्जेमध्ये रूपांतर स्त्रोतामध्ये होते त्याला जनरेटर पॉवर असे म्हणतात:

Pr = A / t = EIt / t = EI

सर्किटच्या बाह्य विभागांमधील विद्युत ऊर्जेचे इतर प्रकारच्या ऊर्जेत ज्या दराने रूपांतर होते त्याचे वैशिष्ट्य दर्शविणारे मूल्य, ज्याला ग्राहक शक्ती म्हणतात:

P1 = A1 / t = UIt / t = UI

विद्युत उर्जेचा गैर-उत्पादक वापर दर्शविणारी शक्ती, उदाहरणार्थ जनरेटरच्या आत उष्णतेच्या नुकसानासाठी, त्याला पॉवर लॉस म्हणतात:

Po = (A — A1) / t = UoIt / t = UoI

उर्जेच्या संवर्धनाच्या कायद्यानुसार, जनरेटरची शक्ती शक्तींच्या बेरजेइतकी असते; वापरकर्ते आणि नुकसान:

Pr = P1 + Po

कार्य आणि शक्तीची एकके

पॉवर युनिट P = A/t = j/sec या सूत्रावरून आढळते. जर विद्युत प्रवाह प्रत्येक सेकंदाला एक जूल प्रमाणे कार्य करत असेल तर एका वॅटमध्ये उर्जा विकसित होते.

पॉवर j/s च्या मोजमापाच्या युनिटला वॅट (पदनाम डब्ल्यू) म्हणतात, म्हणजे. 1 W = 1 j/s.

दुसरीकडे, A = QE 1 J = 1 Kx l V पासून, 1 W = (1V x 1K) / 1s1 = 1V x 1 A = 1 VA, म्हणजेच वॅट ही विद्युत प्रवाहाची शक्ती आहे 1 V च्या व्होल्टेजवर 1 A.

हेक्टोवॅट 1 GW = 100 W आणि किलोवॅट - 1 kW = 103 W ही शक्तीची मोठी एकके आहेत.

विद्युत ऊर्जेची गणना सामान्यत: वॅट-तास (Wh) किंवा एकाधिक युनिट्समध्ये केली जाते: हेक्टोवॅट-तास (GWh) आणि किलोवॅट-तास (kWh). 1 किलोवॅट-तास = 3,600,000 जूल.