Moc prądu elektrycznego – czym ona właściwie jest?

Moc prądu elektrycznego, zwana inaczej mocą elektryczną, to praca, jaką wykonuje energia elektryczna w jednostce czasu. Jej jednostką w układzie SI jest wat.

Moc prądu stałego w teorii

W przypadku obwodów prądu stałego odbiornikiem energii jest rezystancja, a więc moc elektryczna wyznaczana jest ze wzoru P = UI. We wzorze tym litera „P” oznacza moc, „U” napięcie elektryczne, natomiast „I” natężenie prądu elektrycznego. Jest to bezpośrednio powiązane z Prawem Ohma, które głosi proporcjonalność prądu płynącego przez przewodnik do napięcia panującego między jego końcami. Z kolei stosunek napięcia do natężenia prądu dla danego przewodnika jest stały. Jego wartość wyznaczona w działaniu matematycznym to opór elektryczny. (R = U/I). Mocy nie należy również mylić z energią elektryczną, obliczaną ze wzoru W = Pt. Jest to iloczyn mocy i czasu.

moc prądu, prąd elektryczny, żarówka, fizyka, elektrotechnika

Moc prądu przemiennego w teorii

W przypadku obwodów prądu przemiennego występują elementy indukcyjne oraz pojemnościowe, które czynią kierunek przepływu energii zmiennym. Z tego też powodu dokonujemy rozróżnienia kilku rodzajów mocy. O ile w przypadku prądu stałego mówimy wyłączenie o jednym typie mocy, to jeśli chodzi o prąd przemienny, wyróżniamy moc czynną, bierną i pozorną.

Pierwsza z nich opisuje straty energii prądu na elementach czynnych obwodu w ciągu 1 s. Podobnie jak przy prądzie stałym określa się ją literą „P”, mierzy w watach i wylicza ze wzoru P = UIcos⁡φ, gdzie cos⁡φ oznacza stosunek mocy czynnej do pozornej. Moc bierna z kolei jest powiązana z reaktancjami, czyli procesem okresowego gromadzenia energii i oddawania jej do źródła, zamiast jej pochłaniania. Jest określana ze wzoru Q = Uisinφ, gdzie samo „φ” jest składową powiązaną z odkształceniem przebiegów prądowych w stosunku do napięciowych. Jej jednostką jest war. Ostatnim typem mocy prądu przemiennego jest moc pozorna, którą wyznacza iloczyn wartości skutecznych prądu i napięcia w danym odcinku przewodu (S = IU). Jej jednostką jest woltoamper.

Moc prądu elektrycznego w praktyce

Wcześniejsza część artykułu stanowiła skrócone teoretyczne rozważania, dotyczące tego, do czego służy i w jaki sposób interpretowana jest moc w obliczeniach. Gdzie jednak można spotkać się z nią w praktyce? Otóż wartość mocy pozwala na określenie „siły” danej maszyny elektrycznej. Celowo posłużyłem się tutaj tak prostym słowem, aby zobrazować wam w czym rzecz, w oderwaniu od skomplikowanej terminologii elektrotechnicznej. Im większa jest moc maszyny, tym cięższą pracę może wykonać. Jej wartość jest bezpośrednio powiązana z tym, jaką prędkość osiągnie lokomotywa elektryczna pociągu, czy jak duże obciążenie będzie mogła za sobą pociągnąć. Możemy ją również spotkać w codziennym życiu, pod pojęciem „obciążalności”, która w największym uproszczeniu dotyczy tego, ile urządzeń możemy podłączyć do gniazdka elektrycznego. Przekroczenie wartości mocy dopuszczalnej dla danego obwodu spowoduje jego przeciążenie. Podobnie jest w przypadku komputerów, gdzie wartość mocy zasilacza określa, na ile „mocne” podzespoły możemy zastosować. Wraz ze wzrostem wydajności wzrasta również ich zapotrzebowanie na moc.

moc prądu, prąd elektryczny, energetyka, elektrotechnika, fizyka

Tagged under: , , , ,

1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (419 votes, average: 4,29 out of 5)
Loading...
pobierz z Google Play pobierz z App Store
Back to top