Номер 2, страница 66, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 6. Характеристики электрических цепей. Параграф 63. Мощность электрического тока. Повторим изученное - номер 2, страница 66.

Условие.

• Как вычислить работу электрического тока?

Решение.

Работа электрического тока — это физическая величина, равная работе, которую совершают силы электрического поля при перемещении электрических зарядов по проводнику. Эта работа приводит к преобразованию электрической энергии в другие виды энергии, например, в тепловую, световую или механическую. Вычислить ее можно несколькими способами в зависимости от известных параметров цепи.

Вычисление через напряжение, силу тока и время

Основная формула для расчета работы тока ($\text{A}$) на участке цепи равна произведению напряжения ($\text{U}$) на концах этого участка, силы тока ($\text{I}$) в нем и времени ($\text{t}$), в течение которого совершалась работа. Формула имеет вид: $A = U \cdot I \cdot t$. В этой формуле работа $\text{A}$ измеряется в Джоулях (Дж), напряжение $\text{U}$ — в Вольтах (В), сила тока $\text{I}$ — в Амперах (А), а время $\text{t}$ — в секундах (с).

Вычисление с использованием закона Ома

Используя закон Ома для участка цепи ($U = I \cdot R$ или $I = \frac{U}{R}$), можно получить две другие полезные формулы. Если в основной формуле заменить напряжение $\text{U}$ на $I \cdot R$, получим формулу для работы через силу тока и сопротивление: $A = I^2 \cdot R \cdot t$. Эта формула также выражает закон Джоуля-Ленца. Если же заменить силу тока $\text{I}$ на $\frac{U}{R}$, получим формулу для работы через напряжение и сопротивление: $A = \frac{U^2}{R} \cdot t$.

Вычисление через мощность

Работа тока также напрямую связана с электрической мощностью ($\text{P}$). Мощность — это работа, совершаемая в единицу времени, поэтому работа равна произведению мощности на время: $A = P \cdot t$. Здесь мощность $\text{P}$ измеряется в Ваттах (Вт). На практике, например, при учете потребленной электроэнергии, часто используют внесистемную единицу — киловатт-час (кВт·ч), где $1 \ \mathrm{кВт \cdot ч} = 3,6 \cdot 10^6 \text{ Дж}$.

Ответ: Работу электрического тока можно вычислить по одной из следующих формул: 1) через напряжение ($\text{U}$), силу тока ($\text{I}$) и время ($\text{t}$) по формуле $A = U \cdot I \cdot t$; 2) через силу тока ($\text{I}$), сопротивление ($\text{R}$) и время ($\text{t}$) по формуле $A = I^2 \cdot R \cdot t$; 3) через напряжение ($\text{U}$), сопротивление ($\text{R}$) и время ($\text{t}$) по формуле $A = \frac{U^2}{R} \cdot t$; 4) через мощность ($\text{P}$) и время ($\text{t}$) по формуле $A = P \cdot t$. В системе СИ работа измеряется в Джоулях (Дж).