Elektrisch vermogen berekenen

Leer de krachtformule

We hebben de formule gezien om het vermogen in een elektrisch circuit te bepalen:door de spanning in "volt" te vermenigvuldigen met de stroom in "ampère" komen we tot een antwoord in "watt". Laten we dit toepassen op een circuitvoorbeeld:

Hoe de wet van Ohm te gebruiken om stroom te bepalen

In het bovenstaande circuit weten we dat we een batterijspanning hebben van 18 volt en een lampweerstand van 3 . Als we de wet van Ohm gebruiken om de stroom te bepalen, krijgen we:

Nu we de stroom kennen, kunnen we die waarde nemen en vermenigvuldigen met de spanning om het vermogen te bepalen:

Dit vertelt ons dat de lamp 108 watt vermogen dissipeert (afgeeft), hoogstwaarschijnlijk in de vorm van zowel licht als warmte.

De batterijspanning verhogen

Laten we proberen hetzelfde circuit te nemen en de spanning van de batterij te verhogen om te zien wat er gebeurt. Intuïtie zou ons moeten vertellen dat de circuitstroom zal toenemen naarmate de spanning toeneemt en de lampweerstand hetzelfde blijft. Evenzo zal het vermogen ook toenemen:

Nu is de spanning van de batterij 36 volt in plaats van 18 volt. De lamp levert nog steeds 3 Ω elektrische weerstand tegen de stroom. De stroom is nu:

Dit spreekt voor zich:als I =E/R, en we verdubbelen E terwijl R hetzelfde blijft, zou de stroom moeten verdubbelen. Dat is inderdaad zo:we hebben nu 12 ampère stroom in plaats van 6. Hoe zit het met het vermogen?

Wat doet het verhogen van de spanning van een batterij met het vermogen?

Merk op dat het vermogen is toegenomen, precies zoals we hadden kunnen vermoeden, maar het nam behoorlijk wat meer toe dan de stroom. Waarom is dit? Omdat vermogen een functie is van spanning vermenigvuldigd met stroom, en beide spanning en stroom verdubbeld ten opzichte van hun vorige waarden, het vermogen zal toenemen met een factor 2 x 2 of 4.

Je kunt dit controleren door 432 watt te delen door 108 watt en te zien dat de verhouding ertussen inderdaad 4 is. Door opnieuw algebra te gebruiken om de formule te manipuleren, kunnen we onze oorspronkelijke vermogensformule nemen en deze aanpassen voor toepassingen waarbij we niet beide spanningen kennen. en stroom:Als we alleen spanning (E) en weerstand (R) kennen:

Als we alleen stroom (I) en weerstand (R) kennen:

De wet van Joule vs. Wet van Ohm

Een historische opmerking:het was James Prescott Joule, niet Georg Simon Ohm, die voor het eerst de wiskundige relatie tussen vermogensdissipatie en stroom door een weerstand ontdekte. Deze ontdekking, gepubliceerd in 1841, volgde de vorm van de laatste vergelijking (P =I ² R), en staat bekend als de wet van Joule.

Deze vermogensvergelijkingen worden echter zo vaak geassocieerd met de vergelijkingen van de wet van Ohm die betrekking hebben op spanning, stroom en weerstand (E=IR; I=E/R; en R=E/I) dat ze vaak worden toegeschreven aan Ohm.

BEOORDELING:

• Vermogen gemeten in watt , gesymboliseerd door de letter "W".
• Wet van Joule:P =I ² R; P =IE; P =E ² /R

GERELATEERDE WERKBLAD:

• Krachtblad

Probeer onze rekenmachine voor de wet van Ohm uit in onze sectie Tools.