Номер 4, страница 152 - гдз по физике 8 класс учебник Изергин

Глава III. Постоянный электрический ток. Параграф 25. Работа и мощность электрического тока - номер 4, страница 152.

Условие.

4. Как определить мощность электрического тока?

Решение.

Решение

Мощность электрического тока — это физическая величина, характеризующая скорость совершения работы электрическим полем по перемещению зарядов. Проще говоря, она показывает, какая работа совершается электрическим током за единицу времени, или с какой скоростью электрическая энергия преобразуется в другие виды энергии (тепловую, световую, механическую). Мощность обозначается буквой $\text{P}$ и в системе СИ измеряется в ваттах (Вт).

Определить мощность электрического тока можно несколькими способами, используя соответствующие формулы или измерительные приборы.

1. Через напряжение и силу тока
Это фундаментальный способ определения мощности. Мощность на участке цепи равна произведению напряжения (разности потенциалов) $\text{U}$ на этом участке на силу тока $\text{I}$, протекающего через него.
$P = U \cdot I$
где:
$\text{P}$ – мощность в ваттах (Вт),
$\text{U}$ – напряжение в вольтах (В),
$\text{I}$ – сила тока в амперах (А).
Для использования этой формулы на практике необходимо измерить напряжение вольтметром, а силу тока – амперметром.

2. Через силу тока и сопротивление
Используя закон Ома для участка цепи ($U = I \cdot R$), можно подставить выражение для напряжения в основную формулу мощности. В результате получается формула, связывающая мощность с силой тока и сопротивлением $\text{R}$:
$P = (I \cdot R) \cdot I = I^2 \cdot R$
Эта формула удобна для расчетов, когда известны сила тока и сопротивление потребителя. Она также лежит в основе закона Джоуля-Ленца, описывающего выделение тепла в проводнике.

3. Через напряжение и сопротивление
Аналогично, из закона Ома можно выразить силу тока ($I = U/R$) и подставить в основную формулу. Это дает еще одно выражение для мощности:
$P = U \cdot \frac{U}{R} = \frac{U^2}{R}$
Данная формула часто применяется для расчета мощности электроприборов, подключаемых к сети с известным напряжением (например, 220 В), если известно их сопротивление.

4. Прямое измерение
Мощность электрического тока можно измерить напрямую, используя специальный прибор — ваттметр. Ваттметр устроен так, что он одновременно измеряет и силу тока, и напряжение в цепи, и на его шкале сразу отображается итоговое значение мощности.

Ответ: Мощность электрического тока можно определить:
1. По формуле $P = U \cdot I$, зная напряжение $\text{U}$ и силу тока $\text{I}$.
2. По формуле $P = I^2 \cdot R$, зная силу тока $\text{I}$ и сопротивление $\text{R}$.
3. По формуле $P = U^2 / R$, зная напряжение $\text{U}$ и сопротивление $\text{R}$.
4. Путем прямого измерения с помощью ваттметра.