Praca prądu elektrycznego

Praca prądu elektrycznego w obwodzie elektrycznym jest wykonywana na przemieszczenie elektronów w przewodniku, pokonując opór przewodnika. Gdy wyłączymy urządzenie elektryczne, prąd przestaje w nim płynąć. Aby elektrony mogły przemieszczać się przez przewodnik musimy ciągle wykonywać nad ich przeniesieniem pracę. A za wykonaną pracę – trzeba zapłacić.

W życiu codziennym praca prądu elektrycznego – to zużyta przez nas energia elektryczna, znana nam z liczników czy rachunków za prąd. Pracę prądu elektrycznego czyli wykorzystaną energię elektryczną możemy odczytać z licznika ale możemy ją też wyliczyć ze wzoru: W = U ⋅ I ⋅ t.

1. Wzór na pracę prądu elektrycznego

Pracę prądu elektrycznego w danym odbiorniku możemy obliczyć ze wzoru, który jest iloczynem napięcia między jego końcami, natężenia prądu w nim płynącego i czasu przepływu prądu.

Wzór na pracę prądu elektrycznego to: W = U ⋅ I ⋅ t, gdzie W – praca, U – napięcie, I – natężenie, t – czas przepływu prądu.

\large W = U \cdot I \cdot t

Jednostką pracy prądu elektrycznego jest dżul ale najczęściej w życiu codziennym używamy kilowatogodzin (1kWh) do określenia zużycia czy ceny prądu. 

1 kWh = 1000 W ⋅ 1 h = 1000 W ⋅ 60s ⋅ 60 = 3 600 000 J = 3,6 MJ

Zadanie:

Oblicz ile energii zużyła latarka (czyli jaka była praca prądu) w ciągu 100 sekund, jeżeli przepływał przez nią prąd o natężeniu 0.15 A, zasilany przez napięcie 4,5 V?

W = ?
s = 100 s
I = 0,15 A
V = 4,5 V

W = U ⋅ I ⋅ t = 4,5 V ⋅ 0,15 A ⋅ 100 s = 67,5 J

2. Wyprowadzenie wzoru

Dlaczego wzór na pracę prądu elektrycznego to akurat W = U ⋅ I ⋅ t? Wzór ten możemy wyprowadzić z definicji napięcia i natężenia prądu.

Ze wzoru na napięcie prądu wyliczamy pracę:

\large U = \frac{W}{q}
\large W = U \cdot q

Następnie, z definicji natężenie prądu wyliczamy ładunek przepływający przez przewodnik w czasie t.

\large I = \frac{q}{t}
\large q = I \cdot t

Wyliczony ładunek podstawiamy do wzoru na prace prądu:

\large W = U \cdot q = U \cdot I \cdot t

PRZYDATNY ARTYKUŁ?
Udostępnij link innym:

Facebooktwittermail

Dodaj do Google Classroom

Następny temat:
Moc prądu

Pozostałe tematy z działu: Prąd elektryczny

Przepływ prądu | Natężenie prądu | Jednostka natężenia prądu: amper | Napięcie elektryczne | Jednostka napięcia: wolt | Prawo Ohma | Opór elektryczny | Jednostka oporu: om | Praca prądu elektrycznego | Moc prądu elektrycznego | Energia elektryczna | Obwód elektryczny | Domowa instalacja elektryczna | Izolacja i bezpieczniki | Bezpieczne korzystanie z sieci elektrycznej