Электричество

Вольтметр

Для измерения напряжения используют прибор, который называется вольтметр (рис. 2).

Рис. 2. Вольтметр (Источник)

Существуют различные вольтметры по особенностям их применения, но в основе принципа их работы лежит электромагнитное действие тока. Обозначаются все вольтметры латинской буквой , которая наносится на циферблат приборов и используется в схематическом изображении прибора.

В школьных условиях используются, например, вольтметры, изображенные на рисунке 3. С их помощью проводятся измерения напряжения в электрических цепях при проведении лабораторных работ.

(Источник) (Источник) (Источник)

Рис. 3. Вольтметры

Основными элементами демонстрационного вольтметра являются корпус, шкала, стрелка и клеммы. Клеммы обычно подписаны плюсом или минусом и для наглядности выделены разными цветами: красный – плюс, черный (синий) – минус. Сделано это с целью того, чтобы заведомо правильно подключать клеммы прибора к соответствующим проводам, подключенным к источнику. В отличие от амперметра, который включается в разрыв цепи последовательно, вольтметр включается в цепь параллельно.

Безусловно, любой электрический измерительный прибор должен минимально влиять на исследуемую цепь, поэтому вольтметр имеет такие конструктивные особенности, что его через него идет минимальный ток. Обеспечивается такой эффект подбором специальных материалов, которые способствуют минимальному протеканию заряда через прибор.

Таблица большая основных формул электричества и магнетизма

 Физические законы, формулы, переменные  Формулы электричество и магнетизм

Закон Кулона:

  • где q1 и q2 — величины точечных зарядов, 
  • ε1  — электрическая постоянная;
  • ε — диэлектрическая проницаемость изотропной среды (для вакуума ε = 1),
  • r — расстояние между зарядами.

Напряженность электрического поля, где:

 F — сила, действующая на заряд q , находящийся в данной точке поля.

Напряженность поля на расстоянии r от источника поля:
1) точечного заряда
2) бесконечно длинной заряженной нити с линейной плотностью заряда τ:
3) плоскости с поверхностной плотностью заряда σ (не зависит от расстояния):
4) между двумя разноименно заряженными плоскостями с поверхностной плотностью заряда σ
(во вне такого «суперконденсатора» поле равно нулю по принцину суперпозиции):
Потенциал электрического поля: где W — потенциальная энергия заряда q .
Потенциал поля точечного заряда на расстоянии r от заряда:
По принципу суперпозиции полей,
  • Напряженность, принцип суперпозиции: 
  • Εi — напряженность и в данной точке поля, создаваемая i-м зарядом.
  • Потенциал, принцип суперпозиции:
  •  φi — потенциал в данной точке поля, создаваемый i-м зарядом.
Работа сил электрического поля по перемещению заряда q
из точки с потенциалом φ1 в точку с потенциалом φ2 :
Связь между напряженностью и потенциалом
1) для неоднородного поля:
2) для однородного поля:
Электроемкость уединенного проводника, где φ — потенциал проводника
Электроемкость конденсатора: где U = φ1 — φ2 — напряжение.

Электроемкость плоского конденсатора, где:

S — площадь пластины (одной) конденсатора, d — расстояние между пластинами.

Энергия заряженного конденсатора:
Сила тока:
Плотность тока: где S — площадь поперечного сечения проводника.

Сопротивление проводника:

ρ — удельное сопротивление; l — длина проводника; S — площадь поперечного сечения.

Закон Ома
1) для однородного участка цепи:
2) в дифференциальной форме:

3) для участка цепи, содержащего ЭДС, где:

ε — ЭДС источника тока,    R и r — внешнее и внутреннее сопротивления цепи;

4) для замкнутой цепи:
Закон Джоуля-Ленца
 1) для однородного участка цепи постоянного тока:
    где Q — количество тепла, выделяющееся в проводнике с током,
    t — время прохождения тока;
 2) для однородного участка цепи постоянного тока:
Мощность тока:

Связь магнитной индукции и напряженности магнитного поля: где

B — вектор магнитной индукции,
μ v магнитная проницаемость изотропной среды, (для вакуума μ = 1),
µ — магнитная постоянная ,
H — напряженность магнитного поля.

Магнитная индукция (индукция магнитного поля):
 1) в центре кругового тока
     где R — радиус кругового тока,
 2) поля бесконечно длинного прямого тока
     где r — кратчайшее расстояние до оси проводника;
 3) поля, созданного отрезком проводника с током
    где α1 и α2 — углы между отрезком проводника и линией, соединяющей концы отрезка и точкой поля;
4) поля бесконечно длинного соленоида
     где n — число витков на единицу длины соленоида.
Сила Лоренца: по модулю
где F — сила, действующая на заряд, движущийся в магнитном поле,
v — скорость заряда q,
α — угол между векторами v и B.
Поток вектора магнитной индукции (магнитный поток через площадку S):

 1) для однородного магнитного поля ,
    где α — угол между вектором B и нормалью к площадке,

 2) для неоднородного поля

Потокосцепление (полный поток):
где N — число витков катушки.
Закон Фарадея-Ленца:
где ε— ЭДС индукции.
ЭДС самоиндукции:
где L — индуктивность контура.
Индуктивность соленоида: где n — число витков на единицу длины соленоида,
V — объем соленоида.
Энергия магнитного поля:

Заряд, протекающий по замкнутому контуру при изменении магнитного потока через контур, где:

 ΔΦ = Φ2 – Φ1 — изменение магнитного потока, R — сопротивление контура.

Работа по перемещению замкнутого контура с током I в магнитном поле:

Энергия и мощность в электротехнике

В электротехнике существуют еще и такие понятия, как энергия и мощность, связанные с законом Ома. Сама энергия существует в механической, тепловой, ядерной и электрической форме. В соответствии с законом сохранения энергии, ее невозможно уничтожить или создать. Она может лишь преобразовываться из одной формы в другую. Например, в аудиосистемах осуществляется преобразование электроэнергии в звук и теплоту.

Любые электрические приборы потребляют определенное количество энергии на протяжении установленного промежутка времени. Эта величина индивидуальна для каждого прибора и представляет собой мощность, то есть объем энергии, который может потребить тот или иной прибор. Этот параметр вычисляется по формуле P = I x U, единицей измерения служит ватт. Он означает перемещение одного ампера одним вольтом через сопротивление в один ом.

Таким образом, основы электротехники для начинающих помогут на первых порах разобраться с основными понятиями и терминами. После этого будет значительно легче использовать полученные знания на практике.

Второй закон Кирхгофа.

Формулировка: Алгебраическая сумма ЭДС, действующих в замкнутом контуре, равна алгебраической сумме падений напряжения на всех резистивных элементах в этом контуре.

Здесь термин «алгебраическая сумма» означает, что как величина ЭДС так и величина падения напряжения на элементах может быть как со знаком «+» так и со знаком «-». При этом определить знак можно по следующему алгоритму:

1. Выбираем направление обхода контура (два варианта либо по часовой, либо против).

2. Произвольно выбираем направление токов через элементы цепи.

3. Расставляем знаки для ЭДС и напряжений, падающих на элементах по правилам:

— ЭДС, создающие ток в контуре, направление которого совпадает с направление обхода контура записываются со знаком «+», в противном случае ЭДС записываются со знаком «-».

— напряжения, падающие на элементах цепи записываются со знаком «+», если ток, протекающий через эти элементы совпадает по направлению с обходом контура, в противном случае напряжения записываются со знаком «-».

Например, рассмотрим цепь, представленную на рисунке 3, и запишем выражение согласно второму закону Кирхгофа, обходя контур по часовой стрелке, и выбрав направление токов через резисторы, как показано на рисунке.

Что такое мощность электрического тока

Любые физические действия совершаются под влиянием силы. С ее помощью проделывается определенный путь, то есть выполняется работа. В свою очередь, работа А, проделанная в течение определенного времени t, составит значение мощности, выраженное формулой: N = A/t (Вт = Дж/с). Другое понятие мощности связано со скоростью преобразования энергии той или иной системы. Одним из таких преобразований является мощность электрического тока, с помощью которой также выполняется множество различных работ. В первую очередь она связана с электродвигателями и другими устройствами, выполняющими полезные действия.

Мощность тока связана сразу с несколькими физическими величинами. Напряжение (U) представляет собой работу, затрачиваемую на перемещение 1 кулона. Сила тока (I) соответствует количеству кулонов, проходящих за 1 секунду. Таким образом, ток, умноженный на напряжение (I x U), соответствует полной работе, выполненной за 1 секунду. Полученное значение и будет мощностью электрического тока.

Существует два основных вида электрической мощности – активная и реактивная. В первом случае происходит безвозвратное превращение мощности электрического тока в механическую, световую, тепловую и другие виды энергии. Для нее применяется единица измерения – ватт. 1Вт = 1В х 1А. На производстве и в быту используются более крупные значения – киловатты и мегаватты.

К реактивной мощности относится такая электрическая нагрузка, которая создается в устройствах за счет индуктивных и емкостных колебаний энергии электромагнитного поля. В переменном токе эта величина представляет собой произведение, выраженное следующей формулой: Q = U х I х sin(угла). Синус угла означает сдвиг фаз между рабочим током и падением напряжения. Q является реактивной мощностью, измеряемой в Вар – вольт-ампер реактивный. Данные расчеты помогают эффективно решить вопрос, как найти мощность электрического тока, а формула, существующая для этого, позволяет быстро выполнить вычисления.

Обе мощности можно наглядно рассмотреть на простом примере. Какое-либо электротехническое устройство оборудовано нагревательными элементами – ТЭНами и электродвигателем. Для изготовления ТЭНов используется материал, обладающий высоким сопротивлением, поэтому при прохождении по нему тока, вся электрическая энергия преобразуется в тепловую. Данный пример очень точно характеризует активную электрическую мощность.

Что касается электродвигателя, то внутри него расположена медная обмотка, обладающая индуктивностью, которая, в свою очередь, обладает эффектом самоиндукции. Благодаря этому эффекту, происходит частичный возврат электричества обратно в сеть. Возвращаемая энергия характеризуется небольшим смещением в параметрах напряжения и тока, оказывая негативное влияние на электрическую сеть в виде дополнительных перегрузок.

Такие же свойства имеют и конденсаторы из-за своей электрической емкости, когда накопленный заряд отдается обратно. Здесь также смещаются значения тока и напряжения, только в противоположном направлении. Данная энергия индуктивности и емкости, со смещением по фазе относительно значений действующей электросети, как раз и есть реактивная электрическая мощность. Благодаря противоположному эффекту индуктивности и емкости в отношении сдвига фазы, становится возможным выполнить компенсацию реактивной мощности, повышая, тем самым, эффективность и качество электроснабжения.

Информация о статье

Избранная статья

В создании этой статьи участвовала наша опытная команда редакторов и исследователей, которые проверили ее на точность и полноту.

Категории: Дом

На других языках:

English: Calculate Wattage, Español: calcular el vatiaje, Deutsch: Stromverbrauch berechnen, Italiano: Calcolare la Potenza Elettrica, Português: Calcular a Potência, Français: calculer une puissance électrique, 中文: 计算功率, Bahasa Indonesia: Menghitung Watt, Nederlands: Vermogen berekenen, 한국어: 와트(전력량) 계산하는 방법, हिन्दी: वाटेज की गणना करें, 日本語: 消費電力を計算する, Türkçe: Vat Miktarı Nasıl Hesaplanır, Tiếng Việt: Tính công suất, العربية: حساب القوة الكهربائية بوحدة الواط

Эту страницу просматривали 336 003 раза.

Была ли эта статья полезной?

Да
Нет

 

Молекулярная физика

Химическое количество вещества находится по одной из формул:

Масса одной молекулы вещества может быть найдена по следующей формуле:

Связь массы, плотности и объёма:

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории (МКТ) идеального газа:

Определение концентрации задаётся следующей формулой:

Для средней квадратичной скорости молекул имеется две формулы:

Средняя кинетическая энергия поступательного движения одной молекулы:

Постоянная Больцмана, постоянная Авогадро и универсальная газовая постоянная связаны следующим образом:

Следствия из основного уравнения МКТ:

Уравнение состояния идеального газа (уравнение Клапейрона-Менделеева):

Газовые законы. Закон Бойля-Мариотта:

Закон Гей-Люссака:

Закон Шарля:

Универсальный газовый закон (Клапейрона):

Давление смеси газов (закон Дальтона):

Тепловое расширение тел. Тепловое расширение газов описывается законом Гей-Люссака. Тепловое расширение жидкостей подчиняется следующему закону:

Для расширения твердых тел применяются три формулы, описывающие изменение линейных размеров, площади и объема тела:

Кластеризация с помощью K-средних

K-means — это алгоритм машинного обучения без присмотра, в котором число кластеров должно быть определено априори. Это оставляет вопрос о том, сколько кластеров выбрать.

Распространенным методом решения этой проблемы является использование значения силуэта. Это мера того, насколько точка сходна с собственным кластером по сравнению с другими кластерами. Он варьируется от -1 до 1, где высокое значение указывает на то, что точка хорошо соответствует кластеру, которому она принадлежит.

Мы берем среднее значение силуэта по всем профилям нагрузки, чтобы иметь общее представление о том, как работает алгоритм.

Я экспериментирую с диапазоном номеров кластеров (от 2 до 30)

Важно масштабировать каждый период в одном и том же диапазоне, чтобы величина энергетической нагрузки не влияла на выбор кластера

Максимальный средний силуэт возникает, когда есть только 2 кластера, но для лучшей иллюстрации этого примера я выбрал 3. Давайте посмотрим, как они выглядят:

Как мы видим, K-means нашел три уникальные группы профилей нагрузки.

Зеленый кластер содержит нагрузки, которые поддерживают постоянное использование энергии в течение дня. Может быть, это дни, когда обитатели оставались дома, например, выходные и особые даты.

Синий кластер имеет высокий пик утром, снижение использования днем ​​и высокий уровень ночью. Эта модель подходит для рабочих дней, когда жители уходят на работу и / или в школу.

Наконец, красный кластер показывает дни, когда потребление низкое в течение всего дня. Может быть, случай праздников, когда осталось всего несколько приборов?

Импульс

Импульс тела находится по следующей формуле:

Изменение импульса тела или системы тел (обратите внимание, что разность конечного и начального импульсов векторная):

Общий импульс системы тел (важно то, что сумма векторная):

Второй закон Ньютона в импульсной форме может быть записан в виде следующей формулы:

Закон сохранения импульса. Как следует из предыдущей формулы, в случае если на систему тел не действует внешних сил, либо действие внешних сил скомпенсировано (равнодействующая сила равна нолю), то изменение импульса равно нолю, что означает, что общий импульс системы сохраняется:

Если внешние силы не действуют только вдоль одной из осей, то сохраняется проекция импульса на данную ось, например:

физика электричество .

Урок 143 (осн). Электрический ток. Источники тока

Нажми для просмотра

Урок
физики в
Ришельевск
ом лицее.
 
 
 
Тэги:
 
Что такое электричество? | ПРОСТО ФИЗИКА с Алексеем Иванченко

Нажми для просмотра

Что такое
электричес
тво? Просто
физика с
Алексеем
Иванченко
▻Подпишис
на канал
Наука: …
 
 
 
Тэги:
 
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК сила тока 8 класс физика

Нажми для просмотра

ФИЗИКА 8
класс ВСЕ
ТЕМЫ —
ФИЗИКА 7
класс …
 
 
 
Тэги:
 
КАК ПОНЯТЬ ЗАКОН ОМА | ОБЪЯСНЯЮ НА ПАЛЬЦАХ

Нажми для просмотра

StartCom:
инвестируй
в будущее —
Наш Telegram
канал …
 
 
 
Тэги:
 
Cуть электричества. Урок №1

Нажми для просмотра

В этом
уроке я
расскажу,
что такое
ток,
напряжение
,
сопротивле
ние и
покажу на
простых
примерах,
как эти…
 
 
 
Тэги:
 
Электростатика с нуля за 1 час | физика, подготовка к ЕГЭ | 10, 11 класс

Нажми для просмотра

Электроста
тика,
подготовка
к ЕГЭ,
физика для
школьников
( 10 и 11
класс ). Это
видео
представля
ет собой
обзор…
 
 
 
Тэги:
 
Урок 1. Что такое ЭЛЕКТРИЧЕСТВО

Нажми для просмотра

Лучший
курс для
начинающих
электронщи
ков: Что
такое
электричес
тво? Чтобы
ответит на
этот…
 
 
 
Тэги:
 
Что такое электричество, или электротехника для чайников

Нажми для просмотра

Из этого
видео
«Электроте
хника для
чайников»
вы узнаете
о законах
постоянног
о тока
(закон Ома,
закон
Джоуля…
 
 
 
Тэги:
 
ФИЗИКА ЗА 5 МИНУТ — ЭЛЕКТРОСТАТИКА

Нажми для просмотра

Подпишись
на группу в
ВК, когда
будет
больше
людей —
будет
много
интересног
о:
Обязательн
о пишит.
 
 
 
Тэги:
 
Физика: подготовка к ОГЭ и ЕГЭ. Электрический ток и его свойства

Нажми для просмотра

Видеоурок
ориентиров
ан на
учащихся
8-11 классов
школы. Он
будет
особенно
полезен
для тех,
кто
готовится
сдава…
 
 
 
Тэги:
 
Электрические цепи (часть 1)

Нажми для просмотра

Circuits (part 1)
 
 
 
Тэги:
 
Законы постоянного тока

Нажми для просмотра

Урок
физики в
Ришельевск
ом лицее.
 
 
 
Тэги:
 
Урок 147 (осн). Сила тока. Единицы силы тока. Амперметры

Нажми для просмотра

Урок
физики в
Ришельевск
ом лицее.
 
 
 
Тэги:
 
Урок 281. Электромагнитная индукция. Магнитный поток. Правило Ленца

Нажми для просмотра

Урок
физики в
Ришельевск
ом лицее.
 
 
 
Тэги:
 
Урок 141 (осн). Закон сохранения заряда

Нажми для просмотра

Урок
физики в
Ришельевск
ом лицее.
 
 
 
Тэги:
 
Урок 227. Проводники в электрическом поле

Нажми для просмотра

Урок
физики в
Ришельевск
ом лицее.
 
 
 
Тэги:
 
Урок 213. Электрические заряды и их взаимодействие. Закон Кулона

Нажми для просмотра

Урок
физики в
Ришельевск
ом лицее.
 
 
 
Тэги:
 
Урок 148 (осн). Электрическое напряжение. Вольтметры

Нажми для просмотра

Урок
физики в
Ришельевск
ом лицее.
 
 
 
Тэги:
 
Урок 137 (осн). Электрическое поле. Делимость электрического заряда. Опыт Милликена-Иоффе

Нажми для просмотра

Что такое
электричес
кий ток?
Электричес
кий ток это
направленн
ое
движение
заряженных
частиц,
но…
 
 
 
Тэги:
 
Урок 256. Закон Ома для полной (замкнутой) цепи.

Нажми для просмотра

Лектор:
Миллер
Алексей
Борисович
Литература
и
задавальни
к: Дата: .
 
 
 
Тэги:
 
Что такое электрический ток

Нажми для просмотра

УДИВИТЕЛЬН
ЫЕ ТРЮКИ И
ИДЕИ ДЛЯ
ДЕТЕЙ Есть
много
научных
фокусов,
которые
легко
сделать в
домашних
условиях!
 
 
 
Тэги:
 
Урок 144 (осн). Электрическая цепь и ее составные части

Нажми для просмотра

#Ток
#Переменны
_Ток
#Электриче
кий_ТокРас
смотрено,
что такое
переменный
ток, его
основные
характерис
тики…
 
 
 
Тэги:
 
Лекция 1 | Электричество и магнетизм

Нажми для просмотра

Закон Ома.
Лекция
базового
школьного
уровня.
группа
вконтакте
канал на
youtube …
 
 
 
Тэги:
 
18 ПРОСТЫХ ФОКУСОВ И ЭКСПЕРИМЕНТОВ ДЛЯ ШКОЛЫ

Нажми для просмотра

Как
электричес
тво течёт?
Просто
физика с
Алексеем
Иванченко
▻Подпишис
на канал
Наука: …
 
 
 
Тэги:
 
Урок 25. Что такое Переменный ТОК | Практические примеры

Нажми для просмотра

ФИЗИКА 8
класс ВСЕ
ТЕМЫ —
ФИЗИКА 7
класс …
 
 
 
Тэги:
 
Физика — Закон Ома.

Нажми для просмотра

Урок
физики в
Ришельевск
ом лицее.
 
 
 
Тэги:
 
Как электричество течёт? | ПРОСТО ФИЗИКА с Алексеем Иванченко

Нажми для просмотра

Физика 8
класс
Урок№17 —
Электричес
кое
сопротивле
ние. Закон
Ома. Вы
узнаете: —
Что такое
напряжение
. — Како…
 
 
 
Тэги:
 
МОЩНОСТЬ ТОКА электрического 8 класс физика Перышкин» rel=»spf-prefetch

Нажми для просмотра

Описание отсутсвует
 
 
 
Тэги:
 
Урок 250. Задачи на расчет электрических цепей — 1″ rel=»spf-prefetch

Нажми для просмотра

Описание отсутсвует
 
 
 
Тэги:
 
Физика 8 класс (Урок№17 — Электрическое сопротивление. Закон Ома.)» rel=»spf-prefetch

Нажми для просмотра

Описание отсутсвует
 
 
 
Тэги:
 
Физика 8 класс (Урок№17 — Электрическое сопротивление. Закон Ома.)» rel=»spf-prefetch

Нажми для просмотра

Описание отсутсвует
 
 
 
Тэги:
 
Физика 8 класс (Урок№17 — Электрическое сопротивление. Закон Ома.)» rel=»spf-prefetch

Нажми для просмотра

Описание отсутсвует
 
 
 
Тэги:
 
Физика 8 класс (Урок№17 — Электрическое сопротивление. Закон Ома.)» rel=»spf-prefetch
Ссылка на основную публикацию