Перейти к содержанию

Мощность электрического тока

Как отличить мощность от работы, вывести P = UI, читать паспортные данные и сравнивать скорость преобразования энергии.

Открыт · Презентация · Методичка

Конспект урока

Две лампы преобразовали одинаковые 180 Дж180\ \text{Дж}: первая за 60 с60\ \text{с}, вторая за 120 с120\ \text{с}. Какая делала это быстрее? Сначала запиши прогноз, не используя формулу мощности.

Две лампы разной мощности

Мощность — работа за единицу времени

P=At.P=\frac{A}{t}.

Если A=UItA=UIt, то

Логическая цепочка вывода формулы мощности

P=UItt,P=UI.P=\frac{UIt}{t},\qquad \boxed{P=UI}.

Как читать смысл результата

Мощность 2 Вт2\ \text{Вт} означает, что каждую секунду устройство преобразует 2 Дж2\ \text{Дж} энергии в данном устойчивом режиме. За две секунды при неизменной мощности это будет 4 Дж4\ \text{Дж}, за десять секунд — 20 Дж20\ \text{Дж}. Поэтому мощность удобна для сравнения быстроты, а работа — для подсчёта общего итога за известное время. Устройства разного назначения могут иметь одинаковую мощность, хотя результат преобразования энергии у них различается.

Проверяй ответ оценкой: при одинаковом напряжении устройство с большим током имеет большую мощность; при одинаковой мощности удвоение времени удваивает работу, но не мощность.

Единицы

1 Вт=1 Джс=1 В1 А.1\ \text{Вт}=1\ \frac{\text{Дж}}{\text{с}}=1\ \text{В}\cdot1\ \text{А}. 1 кВт=1000 Вт,1 мВт=0,001 Вт.1\ \text{кВт}=1000\ \text{Вт},\qquad 1\ \text{мВт}=0{,}001\ \text{Вт}.

Мощность не равна энергии. При постоянной мощности PP на рассматриваемом интервале прибор за время tt выполняет работу

A=Pt.A=Pt.

Разобранный пример

Учебная лампа работает при U=6,0 ВU=6{,}0\ \text{В} и I=0,30 АI=0{,}30\ \text{А}.

P=UI=6,00,30=1,8 Вт.P=UI=6{,}0\cdot0{,}30=1{,}8\ \text{Вт}.

За t=120 сt=120\ \text{с}:

A=Pt=1,8120=216 Дж.A=Pt=1{,}8\cdot120=216\ \text{Дж}.

Как читать маркировку прибора

Надпись «6 В; 1,8 Вт6\ \text{В};\ 1{,}8\ \text{Вт}» сообщает номинальные напряжение и мощность. Ожидаемая сила тока:

Учебная маркировка 6 В и 1,8 Вт

I=PU=1,86=0,30 А.I=\frac{P}{U}=\frac{1{,}8}{6}=0{,}30\ \text{А}.

Номинал — не обещание постоянной мощности при любом подключении. Не подключай учебные приборы к бытовой сети.

Практическое сравнение

УстройствоUU, ВII, АP=UIP=UI, ВтA=PtA=Pt за 60 с60\ \text{с}, Дж
16,06{,}00,200{,}20
26,06{,}00,350{,}35

Сделай два вывода: какое устройство преобразует энергию быстрее и какое за одинаковое время выполнит большую работу.

Найди ошибки до открытия ответа

Ошибочное решениеЧто нужно проверить
P=I=0,35 ВтP=I=0{,}35\ \text{Вт}Достаточно ли одной силы тока и совпадает ли единица?
A=1003=300 ДжA=100\cdot3=300\ \text{Дж} для 3 мин3\ \text{мин}В какой единице должно быть время?
1 кВт=100 Вт1\ \text{кВт}=100\ \text{Вт}Что означает приставка «кило»?

Проверь себя

  1. Чем мощность отличается от работы?
  2. Выведи P=UIP=UI.
  3. Найди мощность при U=12 ВU=12\ \text{В} и I=0,50 АI=0{,}50\ \text{А}.
  4. Какую работу выполнит это устройство за 5 мин5\ \text{мин}?
  5. Сравни работу: 60 Вт60\ \text{Вт} за 10 мин10\ \text{мин} и 100 Вт100\ \text{Вт} за 3 мин3\ \text{мин}.

Итог

  • P=A/tP=A/t показывает работу за единицу времени.
  • Для участка цепи P=UIP=UI.
  • 1 Вт=1 Дж/с=1 В1 А1\ \text{Вт}=1\ \text{Дж}/\text{с}=1\ \text{В}\cdot1\ \text{А}.
  • Для работы по мощности учитывают время: A=PtA=Pt.

Ответы

Стартовый прогноз: P1=180/60=3 ВтP_1=180/60=3\ \text{Вт}, P2=180/120=1,5 ВтP_2=180/120=1{,}5\ \text{Вт}. Первая лампа преобразовывала ту же энергию быстрее.

  1. Работа — итог преобразования энергии, мощность — работа за единицу времени.
  2. A=UItA=UIt и P=A/tP=A/t; следовательно, P=UIP=UI.
  3. P=6,0 ВтP=6{,}0\ \text{Вт}.
  4. t=300 сt=300\ \text{с}; A=1800 ДжA=1800\ \text{Дж}.
  5. A1=36000 ДжA_1=36\,000\ \text{Дж}; A2=18000 ДжA_2=18\,000\ \text{Дж}. Больше у первого.

Практическое сравнение: P1=1,2 ВтP_1=1{,}2\ \text{Вт}, A1=72 ДжA_1=72\ \text{Дж}; P2=2,1 ВтP_2=2{,}1\ \text{Вт}, A2=126 ДжA_2=126\ \text{Дж}. Второе устройство преобразует энергию быстрее и за одинаковые 60 с60\ \text{с} выполняет большую работу.

Диагностика ошибок: мощность вычисляют по P=UIP=UI, а не по одному II; 3 мин=180 с3\ \text{мин}=180\ \text{с}, поэтому A=18000 ДжA=18\,000\ \text{Дж}; 1 кВт=1000 Вт1\ \text{кВт}=1000\ \text{Вт}.

Материалы урока

Скачать и открыть

Учителю

2 материала

Презентация · для учителей

Презентация «Мощность электрического тока»

Исследовательский урок: мощность как быстрота преобразования энергии, вывод P=A/t=UI, единицы, чтение маркировки и сравнение устройств.

Скачать PPTX

Методичка · для учителей

Поурочное планирование и опорная схема (РБ)

Урок открытия знания: мощность как быстрота работы, вывод P=A/t=UI, единицы, чтение маркировки, сравнение устройств, рабочий лист, ключи и адаптация.

Скачать DOCX

Поурочное планирование и опорная схема (РБ)

DOCX

Комментарии

Войдите, чтобы оставлять комментарии.

Пока нет комментариев. Будьте первым!