Введение в электронику - страница 29

Ватт — это произведение напряжения в 1 вольт и тока в 1 ампер. Соотношение между мощностью, напряжением и током может быть записано следующим образом:

Р = I∙E,

где Р = мощность в ваттах, I = ток в амперах, Е = напряжение в вольтах.

_{>ПРИМЕР: Вычислите мощность потребляемую в цепи, изображенной на рис. 7–1.}

_{>Рис. 7–1} 

_>Дано:

_{>I = 2 А, Е = 12 В.}

_>P> =?

_{>Решение:} 

_{>Р = I∙E}

_{>Р = (2)∙(12)}

_{>Р = 24 Вт.}

_{>ПРИМЕР:Какое требуется напряжение для того, чтобы получить ток в 2 ампера при мощности 200 ватт?}

_>Дано:

_{>Р = 200 Вт; I = 2 А}

_{>Е =?}

_{>Решение:} 

_{>Р = I∙E}

_{>200 = 2(E)}

_{>Е = 100 В.}

_{>ПРИМЕР: Какой ток течет через 100 ваттную лампочку при напряжении 120 вольт?}

_>Дано:

_{>Р = 100 Вт; Е = 120 В.}

_{>I =?}

_{>Решение:} 

_{>Р = I∙E}

_{>100 = (I)(120)}

_{>I = 0,83 A.}

7–1. Вопросы

Резистивные элементы цепи потребляют мощность. Для определения мощности, потребляемой элементом цепи, надо умножить падение напряжения на этом элементе на ток, протекающий через него:

Р = I∙E

Полная мощность, потребляемая последовательной или параллельной цепью, равна сумме мощностей, потребляемых отдельными элементами. Это может быть выражено следующим образом:

P_>Т = P_>R1 + P_>R2 + P_>R3 + … + P_>Rn

Мощность, потребляемая цепью, часто бывает меньше 1 ватта. Для облегчения использования таких малых чисел используются милливатт (мВт) и микроватт (мкВт).

1000 милливатт = 1 ватт;

1 милливатт = 1/1000 ватта;

1000000 микроватт = 1 ватт;

1 микроватт = 1/1000000 ватта

_{>ПРИМЕР: Какая мощность потребляется в цепи, изображенной на рис. 7–2?}

_{>Сначала определим полное сопротивление цепи.}

_{>рис. 7–2} 

_>Дано:

_{>R1 = 560 Ом; R2 = 820 Ом; R3 = 1000 Ом}

_{>RТ =?}

_{>Решение:}

_{>RТ = >R1>+ R2 +>R3}

_{>RТ = 560 + 820 + 1000}

_{>RT = 2380 Ом.}

_{>Теперь, используя закон Ома, определим полный ток, текущий по цепи.}

_{>* * *}

_>Дано:

_{>E = 12 В; R = 2380 Ом.}

_{>I =?}

_{>Решение:}

_{>IT = ET/RT = 12/2380}

_{>IT = 0,005 А}

_{>Общую потребляемую мощность теперь можно определить с помощью формулы для мощности.}

_>Дано:

_{>IТ = 0,005 А; ЕT = 12 В.}

_{>P>T =?}

_{>Решение:}

_{>РT = IT∙ЕT}

_{>РT = (0,005)(12)}

_{>РT = 0,06 Вт или 60 мВт.}

_{>ПРИМЕР: Каково сопротивление резистора R2 в цепи, изображенной на рис. 7–3?}

_{>Рис. 7–3} 

_{>Сначала определим падение напряжения на резисторе R1. В параллельной цепи ко всем ветвям приложено одинаковое напряжение.}

_>Дано:

_{>PR1 = 0,018 Вт; IR1 = 0,0015 А}

_{>ЕR1 =?}

_{>Решение:}

_{>PR1 = ЕR1∙IR1}

_{>0,018 = (0,0015)(ЕR1)}

_{>ЕR1 = 12 В.}

_{>Теперь можно определить ток через резистор R2.}

_>Дано:

_{>PR2 = 0,018 Вт; >ЕR2 = 12 В}

_{>IR2 =?}

_{>Решение:}

_{>PR2 = ЕR2∙IR2}

_{>0,026 = (IR2)(12)}

_{>IR2 = 0,00217 A.}

_{>Теперь можно определить сопротивление резистора R2 с помощью закона Ома.}

_>Дано:

_{>IR2 = 0,00217 А; ЕR2 = 12 В}

_{>R2 =?}

_{>Решение:}

_{>IR2 = >ЕR2/R2}

_{>0,00217 = 12/R2}

_{>R2 = 5530 Ом.}

_{>ПРИМЕР:Какая мощность выделяется на резисторе 22 ома, если через него течет ток 0,05 ампера?}

_{>Сначала нужно определить с помощью закона Ома падение напряжения на резисторе.}

_>Дано:

_{>IR = 0,05 A; R = 22 Ом.}

_>ER =?

_{>Решение:}

_{>IR = >ЕR/R}

_{>0,05 = ЕR/22}

_{>IR = 1,1 В} 

_{>Теперь можно определить мощность, выделяемую на резисторе с помощью формулы для мощности.}

_>Дано:

_{>ЕR = 1,1 В; >IR = 0,05 А.}

_{>PR =?} 

_{>Решение:}

_{>PR = IR∙ЕR}

_{>PR = (0,05)(1,1)}

_{>PR = 0,055 Вт или 55 мВт.}

7–2. Вопросы

Рис. 7–4

Рис. 7–5

Рис. 7–6

РЕЗЮМЕ

• Мощность — это скорость, с которой энергия подается в цепь.

• Мощность — это также скорость, с которой энергия (тепло) выделяется на сопротивлении в цепи.

• Мощность измеряется в ваттах.

• Мощность равна произведению тока на напряжение: