Номер 1, страница 179 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 3. Электрические явления. Параграф 43. Работа и мощность тока. Вопросы - номер 1, страница 179.

Условие.

1. Как находится работа электрического тока?

Решение.

1. Как находится работа электрического тока?

Работа электрического тока — это работа, которую совершает электрическое поле при перемещении электрических зарядов по проводнику. Эта работа приводит к преобразованию электрической энергии в другие виды энергии, например, в тепловую, световую или механическую.

Для нахождения работы электрического тока ($\text{A}$) используют несколько формул, выбор которых зависит от известных параметров электрической цепи.

Основная формула выводится из определения электрического напряжения ($\text{U}$). Напряжение — это физическая величина, равная отношению работы ($\text{A}$) по перемещению заряда к величине этого заряда ($\text{q}$):

$U = \frac{A}{q}$

Из этой формулы можно выразить работу:

$A = U \cdot q$

Поскольку на практике измерять заряд, прошедший по цепи, неудобно, его выражают через силу тока ($\text{I}$) и время ($\text{t}$), в течение которого ток протекал. Сила тока по определению — это заряд, проходящий через поперечное сечение проводника в единицу времени: $I = \frac{q}{t}$. Отсюда $q = I \cdot t$.

Подставив выражение для заряда в формулу работы, мы получаем наиболее универсальную формулу для ее расчета:

$A = U \cdot I \cdot t$

Здесь:
• $\text{A}$ — работа электрического тока, измеряемая в Джоулях (Дж).
• $\text{U}$ — напряжение на участке цепи, измеряемое в Вольтах (В).
• $\text{I}$ — сила тока в цепи, измеряемая в Амперах (А).
• $\text{t}$ — время протекания тока, измеряемое в секундах (с).

Также, используя закон Ома для участка цепи ($U = I \cdot R$), можно получить две дополнительные формулы.

1. Если в основной формуле заменить напряжение $\text{U}$ на произведение $I \cdot R$, получим формулу, удобную для расчета работы при последовательном соединении, где сила тока одинакова для всех элементов:

$A = (I \cdot R) \cdot I \cdot t = I^2 \cdot R \cdot t$

2. Если в основной формуле заменить силу тока $\text{I}$ на отношение $\frac{U}{R}$, получим формулу, удобную для расчета работы при параллельном соединении, где напряжение на всех ветвях одинаково:

$A = U \cdot (\frac{U}{R}) \cdot t = \frac{U^2}{R} \cdot t$

Ответ:
Работу электрического тока можно найти, используя одну из трех основных формул, в зависимости от известных величин:
1. Через напряжение, силу тока и время: $A = U \cdot I \cdot t$.
2. Через силу тока, сопротивление и время: $A = I^2 \cdot R \cdot t$.
3. Через напряжение, сопротивление и время: $A = \frac{U^2}{R} \cdot t$.
Единицей измерения работы в системе СИ является Джоуль (Дж).