Задания для студентов на 08.10.21. гр. 304 Основы электротехники.

304. ОП 02. Основы электротехники.

Преподаватель; В. П. Шкитенков. Электронный адрес почты schkitenkoff@yandex.ru.

Задание выдано 8.10.2021г. Задание выполнить до11.01.2021г

Раздел: Электрические цепи постоянного тока.

Тема: Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля – Ленца.

I. Переписать в лекционную тетрадь лекцию. Изучить.

Работа электрического тока.

 Электрический ток, проходя по цепи, производит разные действия: тепловое, механическое, химическое, магнитное. При этом электрическое поле совершает работу. В результате электрическая энергия превращается в другие виды энергии: внутреннюю, механическую, энергию магнитного поля… Как было рассказано ранее, напряжение (U) на участке цепи равно отношению работы (А), совершаемой при перемещении электрического заряда (q) на этом участке, к заряду: U = A/q. Отсюда А = qU. Поскольку заряд равен произведению силы тока (I) и времени (t) q = It, то А = IUt. То есть работа электрического тока на участке цепи равна произведению напряжения на этом участке, силы тока и времени, в течение которого совершается работа.

Единицей работы является джоуль (1 Дж): [А] = [1 Дж] = [1В • 1А • 1с]. Для измерения работы используют три измерительных прибора: амперметр, вольтметр и часы. Однако, в реальной жизни для измерения работы электрического тока используют счётчики электрической энергии.

Если нужно найти работу тока, но при этом сила тока или напряжение неизвестны, то можно воспользоваться законом Ома, выразить неизвестные величины и рассчитать работу по формулам: А = U²t/R или А = I²Rt.

Мощность электрического тока.

Мощность электрического тока равна отношению работы ко времени, за которое она совершена: Р = A/t или Р = IUt/t  =  Р = IU.  То есть мощность электрического тока равна произведению напряжения и силы тока в цепи.

Единицей мощности является ватт (1Вт): [Р] = [1А • 1В] = [1Вт]. Используя закон Ома, можно получить другие формулы для расчета мощности тока: Р = U²/R = I²R.

Значение мощности электрического тока в проводнике можно определить с помощью амперметра и вольтметра. Но можно для измерения мощности использовать специальный прибор — ваттметр. В нем объединены амперметр и вольтметр.

Закон Джоуля – Ленца.

При прохождении электрического тока по проводнику он нагревается. Это происходит потому, что перемещающиеся под действием электрического поля свободные электроны в металлах и ионы в растворах электролитов сталкиваются с молекулами или атомами проводников и передают им свою энергию. Таким образом, при совершении током работы увеличивается внутренняя энергия проводника, в нём выделяется некоторое количество теплоты, равное работе тока, и проводник нагревается: Q = А или Q = IUt. Учитывая, что U = IR, в результате получаем формулу:

Q = I²Rt , где

Q — количество выделяемой теплоты (в Джоулях) I — сила тока (в Амперах)
R — сопротивление проводника (в Омах) t — время прохождения (в секундах). Закон Джоуля–Ленца: количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени прохождения тока.

Применяя закон Ома, можно получить эквивалентные формулы: Q = IUt,  Q= U²t/R

II. Выполнить в рабочей тетради таблицу и схемы получения формул работы и мощности электрического тока.

III. Выполнить тест по теме: Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля – Ленца, согласно своего варианта

Тестовые задания Выберите один из правильных ответов на вопрос.

Номер варианта студент выбирает в зависимости от начальной буквы фамилии студента:

Вариант 1 - Ф Х Ц Ч Ш Щ Ю Вариант 2 - Ж З И К Л М Я

Вариант 3 - А Б В Г Д Е Э Вариант 4 - Н О П Р С Т У

Вариант 1 68134

1. Какое сопротивление должна иметь спираль плитки при токе 3А и мощности

0.5кВт?

1. 166.6 Ом. 2. 0166 Ом. 3. 0.55Ом. 4. 5.55 Ом. 5. 55.5 О м.

2. Перевести 3600000 Дж в Вт с и кВт час.

1. 3600000 Вт с 3600 кВт час. 2. 3600 Вт с. 36 кВт час. 3. 36 Вт с. 1кВт час.

4. 3600000 Вт с 1кВт час. 5. 1 Вт с. 3600 кВт час.

3. Лампа мощностью 40Вт и напряжением 220 В. светит 4 ч. Сколько эл. энергии израсходовано и какова стоимость израсходованной электрической энергии, если цена 1кВт час 3руб.

1. 8,8 кВт ч 26.4 руб. 2. 160 Вт с 48 коп. 3. 160 Вт с 48 руб.

4. Электросчётчик измеряет расход энергии при горении одной лампы напряжением

220В и неизвестной мощности. Отсчёты по счётчику произведены через 1 час.

Определить мощность и ток лампы, если показания электросчётчика: в начале часа 0016,12 кВт ч, а в конце часа 0016,18 кВт ч.

1. 60Вт 0,27А. 2. 30Вт 0,13А. 3. 0.06кВт 1.2А. 4. 120Вт 0,6А.

5. Указать единицы измерения: энергии. работы, мощности.

1. Дж, Вт с; Вт. 2. Вт с; Вт. Дж 3. В; Вт. Дж 4. Все ответы верны.

Вариант 2 78213

1. Указать единицы измерения: энергии. работы, мощности.

1. Дж, Вт с; Вт. 2. Вт с; Дж Вт. 3. Дж ; Вт. Дж /с 4. Все ответы верны.

2. Перевести 3600000 Дж в Вт с и кВт час.

1. 3600000 Вт с 3600 кВт час. 2. 3600 Вт с. 36 кВт час. 3. 36 Вт с. 1кВт час.

4. 3600000 Вт с 1кВт час. 5. 1 Вт с. 3600 кВт час.

3. На щите двигателя постоянного тока указаны его номинальные напряжение 220В

и мощность 10 кВт Определить ток двигателя при номинальной мощности.

1. 45,5 А . 2. 22 А, 3. 4,55 А. 4. 2.2 А 5. 220А.

4. Нужно определить неизвестную мощность электродвигателя при помощи

электросчётчика. Перед пуском электродвигателя показания счетчика было 0347,30. После остановки электродвигателя через 30 мин. показание стало 0348,55.

1. 42 кВт 2. 1,25 кВт, 3. 2,5 кВт. 4. 2.2 кВт 5. 4,2 кВт.

5. Сколько придётся платить за электрическую энергию в месяц (30 дн.), если, ежедневно в течении 5 часов горит лампа мощностью 40 Вт, а каждый киловатт- час стоит 3руб

1. 6 р 2. 18 р, 3. 60 коп. 4. 60 р. 5. 1,2 р.

Вариант 3 67789

1. За какое время лампа мощностью 25 Вт израсходует 1 кВт ч электроэнергии?

1. 40 мин 2. 18 ч, 3. 25 ч. 4. 2, 5 ч. 5. 40 ч.

2. Указать не правильную формулу определения электрической работы (энергии)

1. A = UIt 2. A = Pt, 3. A = IRt. 4. A =UI. 5. A = Ut/R.

3. Какое количество теплоты за 1 час работы выделяет лампа мощностью 40 Вт?

1. 90 кДж 2. 40000 Дж , 3. 14,4 кДж 4. 144 кДж. 5. 40 кДж.

4. Электросчётчик измеряет расход энергии при горении одной лампы напряжением

220В и неизвестной мощности. Отсчёты по счётчику произведены через 1 час.

Определить мощность и ток лампы, если показания электросчётчика: в начале

часа 0016,12 кВт ч, а в конце часа 0016,18 кВт ч.

1. 0.06кВт 1.2А. 2. 30Вт 0,13А. 3. 60Вт 0,27А 4. 120Вт 0,6А.

5. Перевести 360000 Дж в Вт с и кВт час.

1. 3600000 Вт с 3600 кВт час. 2. 360000 Вт с. 0,1 кВт час. 3. 36 Вт с. 1кВт час.

4. 3600000 Вт с 1кВт час. 5. 1 Вт с. 3600 кВт час.

Вариант 4 С - 89122

1. Какое сопротивление должна иметь спираль плитки при токе 3А и мощности

0.5кВт?

1. 166.6 Ом. 2. 0166 Ом. 3. 0.55Ом. 4. 5.55 Ом. 5. 55.5 О м.

2. Перевести 3600000 Дж в Вт с и кВт час.

1. 3600000 Вт с 3600 кВт час. 2. 3600 Вт с. 36 кВт час. 3. 36 Вт с. 1кВт час.

4. 3600000 Вт с 1кВт час. 5. 1 Вт с. 3600 кВт час.

3. Лампа мощностью 40Вт и напряжением 220 В. светит 4 ч. Сколько эл. энергии

израсходовано и какова стоимость израсходованной электрической энергии ,

если цена 1кВт час 3руб.

1. 8,8 кВт.ч 26.4 руб. 2. 160 Вт с 48 коп. 3. 160 Вт с 48 руб.

4. Электросчётчик измеряет расход энергии при горении одной лампы напряжением

220В и неизвестной мощности. Отсчёты по счётчику произведены через 1 час.

Определить мощность и ток лампы, если показания электросчётчика: в начале

часа 0016,12 кВт ч, а в конце часа 0016,18 кВт ч.

1. 60Вт 0,27А. 2. 30Вт 0,13А. 3. 0.06кВт 1.2А. 4. 120Вт 0,6А.

5. Указать единицы измерения: энергии. работы, мощности.

1. Дж, Вт с; Вт. 2. Вт с; Вт. Дж 3. В; Вт. Дж 4. Все ответы верны.

Задания выполнять письменно в лекционной тетради переснять или отсканировать переслать на почту schkitenkoff@yandex.ru.

Если, что непонятно пишите на почту schkitenkoff@yandex.ru.

С уважением Владимир Петрович.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Г.В. Ярочкина. Основы электротехники М «Академия» 2015.

Электронные ресурсы.

1. https://resh.edu.ru/subject/lesson/5900/conspect/49361/

2. https://resh.edu.ru/subject/lesson/5901/conspect/48863/