Номер 3, страница 363 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Обсудить в классе. Параграф 110. Работа и мощность постоянного тока. Глава 15. Законы постоянного тока - номер 3, страница 363.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Найдите на любом электроприборе значение его мощности.

Рассмотрим в качестве примера обычный бытовой электроприбор — электрический чайник. На его корпусе или в техническом паспорте указано значение мощности. Для типичной модели это значение составляет, например, 2200 Вт.

Обсудите, какой мощности соответствует это значение — полезной или затраченной.

Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо различать два вида мощности: затраченную и полезную.

Затраченная (или потребляемая) мощность ($P_{затраченная}$) — это полная электрическая мощность, которую прибор потребляет из электрической сети для своей работы. Она показывает, как быстро прибор расходует электрическую энергию. Именно эту мощность учитывают счетчики электроэнергии.

Полезная мощность ($P_{полезная}$) — это та часть затраченной мощности, которая преобразуется непосредственно в полезную работу, то есть в тот вид энергии, для которого прибор предназначен. В случае электрического чайника его основная функция — нагрев воды. Следовательно, полезная мощность — это скорость, с которой внутренняя энергия воды увеличивается.

В любом реальном механизме или приборе существуют неизбежные потери энергии. При работе чайника не вся потребляемая им электроэнергия идет на нагрев воды. Часть энергии теряется, расходуясь на:

• нагрев корпуса самого чайника и его подставки;
• нагрев окружающего воздуха;
• образование пара, который уносит часть энергии;
• излучение звука (шум во время работы).

Вследствие этих потерь полезная мощность всегда оказывается меньше, чем затраченная:

$P_{полезная} < P_{затраченная}$

Отношение полезной мощности к полной затраченной мощности характеризует эффективность прибора и называется коэффициентом полезного действия (КПД), который обозначается буквой $\eta$ (эта):

$\eta = \frac{P_{полезная}}{P_{затраченная}}$

Поскольку потери всегда есть, КПД реального устройства всегда меньше 1 (или 100%).

Производители на корпусах электроприборов указывают именно затраченную (потребляемую) мощность. Это значение является ключевой характеристикой, так как оно определяет нагрузку на электрическую сеть и позволяет потребителю оценить энергопотребление устройства. Полезная мощность, как правило, в документации не указывается.

Ответ: Значение мощности, указанное на любом электроприборе, соответствует его затраченной (потребляемой) мощности. Это полная мощность, которую прибор потребляет из электрической сети. Полезная мощность, идущая на выполнение основной функции, всегда меньше этого значения из-за потерь энергии в окружающую среду.