Работа и мощность электрического тока: бытовые приборы
Текст урока
Мощность тока — работа, совершаемая за единицу времени: P = U · I, единица — ватт (Вт). Мощность на приборе показывает, сколько энергии он потребляет за 1 секунду. Работа тока (потреблённая энергия): A = P · t = U · I · t. В быту энергию измеряют в киловатт-часах: 1 кВт·ч = 3,6 · 10⁶ Дж.
При прохождении тока проводник нагревается — закон Джоуля–Ленца: Q = I² · R · t. Поэтому, если включить в одну розетку слишком мощные приборы, ток растёт, провода перегреваются и автомат (предохранитель) размыкает цепь. Для экономии: светодиодные лампы дают тот же свет, что лампы накаливания, при ≈ в 10 раз меньшей мощности.
P = U·Iмощность, ВтA = P·tработа (энергия), кВт·чQ = I²Rtзакон Джоуля–Ленцавключай приборы, меняй время работы ↓Лампа, холодильник, телевизор: 280 ВтСлева приборы в доме: включённые светятся, их линии жёлтые; под ними указана мощность. Справа счётчик: кВт·ч за месяц, вращающийся диск и общий ток. Внизу автомат на 16 А. Тариф — пример, реальная цена может отличаться.
Включённые приборыВремя работы в сутки4Цена 1 кВт·ч (пример)10- Сила тока (U = 220 В)
- Энергия за месяц
- Расход за месяц
- Автомат на 16 А
Включи приборы так, чтобы сработал автомат.
Настрой ползунки и кнопки…Что показывает симуляция?
языком ползунков- Мощности включённых приборов складываются: P = P₁ + P₂ + …
- Чайник и утюг вместе — 4000 Вт: ток больше 18 А, и автомат размыкает цепь.
- Замени лампу накаливания на светодиодную: для того же света мощность падает со 100 до 10 Вт.
- Увеличь время работы вдвое: энергия и расход за месяц тоже вырастут вдвое.
- Чем больше мощность, тем быстрее вращается диск счётчика.
Мощность бытовых приборов
примерные значения| Прибор | Мощность, Вт | За 1 час, кВт·ч |
|---|---|---|
| Светодиодная лампа | 10 | 0,01 |
| Лампа накаливания | 100 | 0,1 |
| Телевизор | ≈ 120 | ≈ 0,12 |
| Компьютер | ≈ 300 | ≈ 0,3 |
| Кондиционер | ≈ 1500 | ≈ 1,5 |
| Утюг, электрочайник | ≈ 2000 | ≈ 2 |
Самые частые ошибки
красной ручкойПутать ватты и киловатт-часыВт — мощность (скорость), кВт·ч — энергия (количество). Чайник на 2000 Вт за 30 минут потребляет 1 кВт·ч.
Не переводить единицыВ A = P·t при P в киловаттах и t в часах ответ в кВт·ч: 100 Вт · 5 ч = 0,1 кВт · 5 ч = 0,5 кВт·ч.
«Предохранитель защищает прибор»Автомат (предохранитель) защищает провода от перегрева и пожара.
Разобранные задачи
сначала реши самЗадача 1
Лампа 100 Вт горит 5 часов в сутки. Сколько энергии она потребит за 30 дней?
Показать решениеA = P·t = 0,1 кВт · 5 ч · 30A = 15 кВт·чОтвет: 15 кВт·ч.
Задача 2
Чайник мощностью 2000 Вт включён в сеть 220 В. Найдите силу тока.
Показать решениеI = P / UI = 2000 / 220 ≈ 9,1 АОтвет: ≈ 9,1 А.
В реальной жизни: сколько экономит светодиодная лампа?
энергосбережениеДве лампы дают одинаковый светВ лампе накаливания лишь малая часть энергии превращается в свет, остальное — в тепло (закон Джоуля–Ленца). Светодиодные лампы потребляют меньше энергии и служат намного дольше.
Проверь себя: 5 тестовых заданий
5 вопросов1По какой формуле рассчитывают мощность тока?
2Сколько джоулей в 1 кВт·ч?
3Какова формула закона Джоуля–Ленца?
4Сколько энергии потребляет прибор 2000 Вт за 30 минут?
5Открытый вопрос: лампа 100 Вт горит 5 часов в сутки 30 дней. Сколько кВт·ч она потребит? Запиши ответ числом.
ИсточникПрограмма вступительных экзаменов ДИМ 2026: Физика → Постоянный электрический ток: работа и мощность тока, закон Джоуля–Ленца, использование электроэнергии.