Travail et puissance du courant électrique

Le courant électrique traversant les fils fonctionne en transformant l'énergie électrique en n'importe quelle autre énergie : chaleur, lumière, mécanique, chimique, etc. Pour plus de détails voir ici : Action du courant électrique

Si une tension d'un volt est appliquée au consommateur d'énergie électrique, cela signifie que la source d'énergie électrique, transférant un pendentif d'électricité à travers le consommateur, y consomme un joule d'énergie électrique.

Le courant électrique convertit cette énergie en un autre type d'énergie, et donc il est d'usage de dire que le courant électrique traversant le consommateur fait du travail... La quantité de ce travail est égale à la quantité d'énergie électrique consommée par la source.

La puissance est la valeur caractérisant la vitesse à laquelle conversion de l'énergieou le rythme auquel le travail est effectué.

Dans la source d'EMF sous l'influence de forces chimiques (dans les cellules primaires et les batteries) ou de forces électromagnétiques dans les générateurs électriques, une séparation des charges se produit.

Travail effectué par des forces externes dans la source lorsque la charge entre ou, comme on dit, "développée" dans la source Énergie électrique, se trouve par la formule :

A = EQ

Si la source est fermée à un circuit externe, des charges y sont continuellement libérées et les forces externes continuent de travailler A = QE, ou étant donné que Q = It, A = EIt.

Depuis loi de conservation de l'énergie l'énergie électrique générée par une source EMF pendant le même temps est "dépensée" (c'est-à-dire convertie) en d'autres types d'énergie dans les sections du circuit électrique.

Une partie de l'énergie est dépensée dans la section extérieure :

A1 = UQ = UIt,

où U est la tension de la borne de source, qui, avec le circuit externe fermé, n'est plus égale à la FEM.

Une autre partie de l'énergie est « perdue » (transformée en chaleur) à l'intérieur de la source :

A2 = A — A1 = (E — U) It = UoIt

Dans la dernière formule, Uo - c'est la différence entre la FEM et la tension de la borne source, qui s'appelle la chute de tension interne… Par conséquent,

Uo = E — U,

où

E = U + Uo

c'est à dire. La source emf est égale à la somme de la tension aux bornes et de la chute de tension interne.

Un exemple. La bouilloire électrique est connectée à un réseau 220 volts. Il est nécessaire de déterminer l'énergie consommée dans la bouilloire pendant 12 minutes, si le courant dans l'élément chauffant de la bouilloire est de 2,5 A.

A =220 · 2,5 · 60 = 396000 J.

La valeur caractérisant la vitesse à laquelle l'énergie est convertie ou la vitesse à laquelle le travail est effectué est appelée puissance (notation P) :

P = A / t

La force d'un courant électrique est son travail par unité de temps.

La valeur caractérisant la vitesse à laquelle l'énergie mécanique ou autre est convertie en énergie électrique dans une source est appelée puissance du générateur :

Pr = A / t = EIt / t = EI

La valeur caractérisant la vitesse à laquelle la transformation de l'énergie électrique dans les sections externes du circuit en d'autres types d'énergie, appelée puissance de consommation :

P1 = A1 / t = UIt / t = UI

La puissance caractérisant la consommation non productive d'énergie électrique, par exemple pour les pertes de chaleur à l'intérieur du générateur, est appelée puissance dissipée :

Po = (A — A1) / t = UoIt / t = UoI

Selon la loi de conservation de l'énergie, la puissance du générateur est égale à la somme des puissances ; utilisateurs et pertes :

Pr = P1 + Po

Unités de travail et de puissance

L'unité de puissance est trouvée à partir de la formule P = A / t = j / sec.Un courant électrique développe une puissance en un watt s'il exécute un travail égal à un joule par seconde.

L'unité de mesure de la puissance j / s est appelée watt (désignation W), c'est-à-dire 1W = 1j/s.

D'autre part, de A = QE 1 J = 1 Kx l V, d'où 1 W = (1V x 1K) / 1s1 = 1V x 1 A = 1 VA, c'est-à-dire que le watt est la puissance d'un courant électrique dans 1 A à une tension de 1 V .

Les plus grandes unités de puissance sont l'hectowatt 1 GW = 100 W et le kilowatt — 1 kW = 103 W

L'énergie électrique est généralement calculée en : wattheures (Wh) ou unités multiples : hectowattheures (GWh) et kilowattheures (kWh) 1 kilowattheure = 3 600 000 joules.