Как найти энергию электрической плитки

Как найти энергию электрической плитки

Формулы, используемые на уроках «Задачи на Закон Джоуля-Ленца»

Название величины

Обозначение

Единица измерения

Формула

Сила тока

I

I = U / R

Напряжение

U

U = IR

Время

t

t = Q / I 2 R

Количество теплоты

Q

Q = I 2 Rt

1 мин = 60 с; 1 ч = 60 мин; 1 ч = 3600 с.

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Задача № 1. Какое количество теплоты выделит за 20 мин спираль электроплитки сопротивлением 25 Ом, если сила тока в цепи 1,2 А?

Задача № 2. Какое количество теплоты выделит за 30 мин спираль электроплитки, если сила тока в цепи 2 А, а напряжение 220 В?

Задача № 3. Сколько времени нагревалась проволока сопротивлением 20 Ом, если при силе тока 1 А в ней выделилось 6 кДж теплоты.

Задача № 4. Электрическая плитка при силе тока 5 А за 30 мин потребляет 1080 кДж энергии. Рассчитайте сопротивление плитки.

Задача № 5. Какое количество теплоты выделится за 25 мин в обмотке электродвигателя, если ее активное сопротивление равно 125 Ом, а сила тока, протекающего в ней, равна 1,2 А?

Краткая теория для решения Задачи на Закон Джоуля-Ленца.

Это конспект по теме «ЗАДАЧИ на Закон Джоуля-Ленца». Выберите дальнейшие действия:

31 Комментарии

Какое количество теплоты выделяется за 30 мин проволочной спиралью сопротивлением в 20 ом при силе тока 5 а

Q = I^2 • R • t = 25 • 20 • 1800 = 900 кДж.

Два резистора подключены к источнику напряжением 120В последовательно. В первом резисторе сопротивлением 10 Ом за 5минут выделяется 80кДж теплоты. Каково сопротивление второго резистора?

Визначте, на скільки градусів нагріваються 100 г води, якщо на нагрівання їх витрачено всю кількість теплоти, що виділяється при протіканні струму 5 А по провіднику опором 10 Ом протягом 2 хв.​

Дано: m = 100 г = 0,1 кг; I = 5 A; R = 10 Ом; t = 2 мин = 120 с; с = 4200 Дж/(кг•°С)
Решение: Q1 = cmΔt (нагревание воды); Q2 = I^2Rt; Q1 = Q2.
Δt = (I^2Rt) / cm = (5^2 • 10 • 120) / (4200 • 0,1) ≈ 71 °С
Ответ: Δt ≈ 71 °С.

Участок цепи состоит из параллельно соединенных резистора сопротивлением 1,0 Ом и стального проводника длиной 10 м и сечением 1,2 мм2. Определите количество теплоты, выделяющейся в данном участке цепи за 10с, если общая сила тока в участке 3,0 А. Удельное сопротивление стали 1,2 ∙10-2 Ом∙ мм2 /м.

Дано: R = 1 Ом, lп = 10 м, S = 1,2 мм^2, I = 3 A, t = 10 c, ρ = 1,2 ∙10^-2 Ом∙ мм^2/м (видимо выдуманное значение, так как не соответствует реальному 0,12).

Решение: Q = P*t = I^2*Rобщ*t, Rобщ = R*Rп/(R+Rп), Rп = ρ*l/S ⇒ Rобщ = R*ρ*l/(S*R + ρ*l)

Q = P*t = I^2*[R*ρ*l/(S*R + ρ*l)]*t = 3^2*[1*0,012*10/(1,2*1 + 0,012*10)]*10 = 8,18 Дж

Два дроти однакових довжин та перерiзу залiзный та нiкелiновий зьеднанi паралельно. Через них пропускают электричний струм. В якому з них видiлиться бiльша кiлькiсть теплоты? У скiльки разiв? Вiдповiть пояснiть.

Решать по аналогии с этой задачей:
Две проволоки, медная и железная, равной длины и одинаковой площади поперечного сечения включены в цепь параллельно. В какой проволоке выделится большее количество теплоты? Почему?
—
При параллельном соединении падения напряжения на проволоках одинаковые, и больше тепла выделится на проволоке, которая имеет меньшее удельное сопротивление, т. к. при одинаковом падении напряжения сила тока в ней будет больше по закону Ома I = U/R, соответственно больше нагреется медная проволока, имеющая меньшее сопротивление.

Дано: Р — 1120кг; η – 86.8%. Найти М -?
М- теоретически полученный металл, Р- практически полученный металл, η- выход по току).
Помогите пожалуйста решить

Нагрівник, ККД якого 75%, нагріває воду від 25 до 75 градусів. Його виготовлено з 11м нікелінового дроту з площею перерізу 0,5 міліметрів квадратних. Напруга 220В. Визначте масу води, що проходить через нагрівник за 2 хвилини

Q1/Q = 0.75 (75%)
Q1 = c * m * ▲T (c — удельная теплоёмкость, ▲T — разность температур);
Q = U * I * t (Закон Джоуля-Ленца);
I = U/R (U — напряжение, R — сопротивление провода),
Q = (U^2 * t)/R;
R = p*(l/S) (удельное сопротивление умножить на отношение длины к площади);
Конечная формула: m = (0,75 * U^2 * t * S) / (c * ▲T * p * l).

Задача 1. Дано: I1 = 1 A, R3 =20 Ом, Р1 = 10 Вт, U = 40 B. Користуюсь
законами Ома, Кирхгофа та Джоуля-Ленца розрахувати I2.

Найти сопротивление цепи, которая за 1 мин выделяет в пространство 9 кДж теплоты.
Сила тока в цепи 1 А.

Электроплитка сопротивлением 40 Ом
включена в сеть с напряжением 120 В. Какое
количество теплоты выделится в этой плитке за 5 мин.
Ответ дать в кДж

Для нагрева среды в термостате в течении 19 мин необходимо теплота 240 кДж. На какую мощность должен быть рассчитан электронагреватель термостата, если его кпд равен 64 %? Определить ток, если нагреватель подключен к сети напряжением 230 В.

Яку кількість теплоти виділить дротина опором 11 Ом за 20 хв увімкнена в електричне коло з напругою 220 В?

Определите количество тепла, выделяемого за 20 минут на неподвижном проводе с напряжением 5 В и током 0,01 А.

2. Ток через лампу 2 А. Напряжение на лампе 10 В, что определяет сопротивление провода лампы.
3. Сопротивление катушки варочной панели, подключенной к сети 220 В, составляет 55 Ом, ток в катушке.
4. Вольтметр 12 кОм показывает напряжение 220 В. Какой ток через него протекает?
5. Какое сопротивление у медного провода длиной 100 м и сечением 2 мм2?

6. Катушка электрочайника сопротивлением 30 Ом подключается к сети напряжением 120 В. Определите ток в катушке чайника.

на сколько градусов нагреются 30 кг алюминия потратив 4,6 мдж тепла

В проводнике сопротивлением 20 ом за 30 с выделилось 2400 Дж теплоты Какой силы ток идёт по проводнику

Электрочайник мощностью 1500 Вт забыли выключить.Через какое время выкипет вся вода в чайнике?Объём чайника 2 л,КПД чайника 50%,начальная температура воды 20°С?

на сколько градусов измениться температура 0,2 кг Газа при сообщении ему 390 кг дж. теплоты . уделная теплоемкость газа в этом процессе -650 кг дж. ( кг.К)

Сопротивление 55 Ом при подключении к сети 220В.
Рассчитайте ток в катушке электронагревателя.

Два одинаковых проводника сопротивлением R, работающих от одного источника тока напряжением U, соединяют сначала последовательно, а потом параллельно. Найти отношение количества теплоты, выделившейся в первом случае, к количеству теплоты – во втором.

Сопротивление каждого из двух проводников равно 240 Ом. Напряжение на участке цепи, содержащем эти проводники, равно 120В. Определите силу тока, протекающего по каждому проводнику, при их: а) последовательном соединении; б) параллельном соединении.

Электрическая плитка мощностью 0,6 кВт рассчитана на включение в электрическую сеть напряжением 220 В. Какое количество теплоты выделится в спирали электроплитки за 1 минуту работы?

Электроплитка сопротивлением 40 Ом включена в цепь с напряжением 120 В. Какое количество теплоты выделится в этой плитке за 5 минут.Ответ дать в кДж.

Источник статьи: http://uchitel.pro/%D0%B7%D0%B0%D0%B4%D0%B0%D1%87%D0%B8-%D0%BD%D0%B0-%D0%B7%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%BD-%D0%B4%D0%B6%D0%BE%D1%83%D0%BB%D1%8F-%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D1%86%D0%B0/

Мощность и энергопотребление электроплиты

Сегодня в нашей стране газификация есть не во всех районах, и жителям этих местностей приходится готовить еду только на электрических плитах. При покупке такого аппарата для кухни важны следующие факторы: уровень функциональности и энергетической эффективности. Ведь электрическая плита в доме – это главный потребитель электричества.

Воздействие мощности плиты на работу и расход энергии

При покупке плиты нужно приготовиться к тому, что она станет поглощать огромные объёмы электричества. Мощность у электрической плиты больше, чем у других аппаратов. В домах, не обеспеченных газом, ставятся только плиты на электричестве, и там действуют льготные меры касаемо электроэнергии. Остаётся только выяснить стандартную мощь такой плиты.

Виды плит и вычисление потребления ими энергии

Степень расхода энергии таким аппаратом напрямую обусловлена его видом. На сегодняшний день распространены две категории плит:

1. Классическая. В ней поверхность нагревается за счёт обычных ТЭНов.
2. Индукционная. Нагрев здесь осуществляется благодаря индуцированию вихревых потоков, которые образуются высокочастотным магнитным полем. Его диапазон: 20 – 100 кГц.

Также есть комбинированные версии. В них одни конфорки оснащены ТЭНами, а другие действуют по индукционному методу.

Нормативные параметры мощности

Варочная панель, оснащённая парой чугунных нагревательных компонентов, обычно имеет такой параметр – 2000 Вт. Сколько в технике для большой семьи? Версия в 4 конфорки имеет показатель в 5000 Вт. Если у такой версии индукционная работа, то параметр может достигать 10400 Вт.

Чем больше в плите нагревательных составляющих и других функциональных опций, тем больше на неё расходуется энергии.

Выбирая технику, следует учитывать, что на мощность плиты влияет динамика нагревания конфорок.

Пропорциональность мощности и потребления энергии

Обычный аппарат в четыре конфорки поглощает ориентировочно 4-8 кВт/час. Это среднее значение, оно вычисляется при условии одновременной работы всех конфорок. Когда задействована только одна, параметр значительно скромнее.

Грамотная эксплуатация плиты позволяет достичь экономии. Например, можно следовать таким критериям:

1. Чтобы не допускать потерь лишнего тепла, у конфорки и кастрюли должны быть идентичные диаметры.
2. Лучше применять посуду с гладким дном. Это положительно сказывается на тепловой передаче.
3. Конфорки из чугуна выключайте немного раньше, чем вы снимите с них посуду. Ведь им для остывания требуется много времени, а процесс приготовления не прекратится и после их выключения.

Чтобы сэкономить максимально, необходимо иметь данные по мощности функциональных составляющих плиты в отдельности. Далее предлагаются их ориентировочные показатели:

1. Конфорка, имеющая диаметр менее 14,5 см, поглощает 1 кВт.
2. Конфорка, чей диаметр равен 18 см, расходует 1,5 кВт.
3. Элемент, диаметр которого составляет 20 см, поедает 2 кВт.
4. На осветительный прибор плиты приходится 15-20 Вт.
5. На грильный ТЭН – 1,5 кВт.
6. Нижний ТЭН поедает 1 кВт.
7. Верхний ТЭН – 0,8 кВт.
8. Двигатель, устроенный на вертеле, ест 6 Вт.

Таким образом, самые значительные расходы энергии получаются, когда функционирует самая большая конфорка. Также следует учитывать, что процесс готовки на ней проходит быстрее.

Категории потребления энергии

Каждая фирма-производитель желает быть конкурентоспособной и выпускать аппараты, потребляющие меньше электричества. И плиты, как и прочие приборы, принадлежат к определённым классам поглощения электричества. Категории обозначаются буквами A, B, C … G. Начало идёт от высшего обозначения.
Сегодня часто встречаются такие вариации: А++ и даже А+++. Это свидетельствует о том, что параметры потребления превосходят категорию А.

На категорию влияет объём поглощения электричества при достижении заданных температур. Самые большие объёмы расходуются при работе духовки. Но если этот отсек хорошо изолировать, можно сократить потери тепла, и так получится значительная экономия.

Специфики присоединения к сети

При монтаже плиты необходимо учитывать её максимальную мощь. И здесь важно соблюдать некоторые правила. Чтобы установить плиту, необходимы:

1. Силовая розетка на 32 А.
2. Вводная автоматика минимум на 32 А.
3. Медный кабель с тремя жилами. У него должна быть двойная изоляция и минимальное сечение 4 кв. мм.
4. УЗО с минимальным показателем 32 А.

Контакты не должны перегреваться. Поэтому каждый компонент проводки выполняется очень качественно. Здесь строго соблюдается техника безопасности и инструктаж по установке.
Специалисты утверждают, что поглощение электричества таким аппаратом зависит не только от его качеств, но и в большей мере от условий эксплуатации.

Индукционные модификации

Отдельную позицию среди плит занимают модели с индукционными нагревателями. У них серьёзная мощность, и соответственно, цена. При их грамотном применении можно сэкономить на расходах электричества. Причины тому следующие:

1. Высокая скорость нагрева.
2. Автоматическое отключение нагрева, когда с конфорки снимается посуда.
3. Используется посуда, исключающая тепловые потери.

Индукционные аппараты действуют по инновационной технологии – нагревается не сама конфорка, а дно поставленной на неё посуды. От неё нагревается рабочая площадка, но максимум до 60 градусов. Кулинарный процесс при этом происходит намного быстрее. Тепловые потери минимальны, а поверхность из стеклокерамики не отдаёт тепло воздуху в помещении.
Как уже было замечено, при грамотной эксплуатации индукционная модификации может стать очень экономной. Но в целом она потребляет большие объёмы энергии.

А если у неё четыре конфорки, расходы составляют порядка 7 киловатт электричества. Но это траты только при всех одновременно включённых конфорках, и только если они трудятся на максимуме.
Подобное явление происходит очень редко. Обычно такая необходимость возникает, когда нужно быстро приготовить очень большие объёмы еды.

Обычно пользователи не доводят конфорку до максимума, значений от 6 до 8 вполне достаточно. А для простого подогрева хватит и 3-5. По этой причине траты электричества намного скромнее.
Ещё индукционный аппарат вдвое быстрее разогревает воду и еду при аналогии с обычной моделью. Чем быстрее нагрев, тем больше экономия.

Показатели по конфоркам таковы:

Две имеют диаметр 16 см. Каждая потребляет по 1500 Вт.
Диаметр средней конфорки равен 18 см. Она поглощает 2000 Вт в месяц.
Диаметр большой конфорки больше на 3 см параметра средней. Она ест тоже 2000 Вт. В совокупности получается 7 кВт.

Обычно у пользователей задействована пара маленьких конфорок. Перед тем, как проектировать электросистему и выполнять подключение в вашем жилище, учтите максимальное потребление электричества индукционным аппаратом.

Такие плиты сегодня очень востребованы. Многим нравятся их технология и преимущества. Однако есть и скептики. Они руководствуются следующими предубеждениями:

1. Серьёзный вред здоровью от магнитного поля. Согласно данным исследования, напряжение поля плиты в 90 раз уступает параметру рядового фена.
2. Для индукционной модификации требуется приобретать за большие деньги специальную посуду. На практике это не так. И многие, уже устаревшие кастрюли, покрытые эмалью и сделанные из алюминия, обладают ферромагнитными качествами, что только положительно сказывается на процессе индукции и экономии энергии. В качестве теста можно всего лишь подставить магнит ко дну ёмкости. Если он прилип, значит, она годится.
3. На поверхности из стеклокерамики раскаляются все металлические предметы. В действительности же есть ряд технологий, обороняющих от подобного. Здесь главный принцип таков: без посуды отсутствует индукция.

Итоги

Таким образом, когда вы намереваетесь приобрести плиту, работающую на электричестве, нужно хорошо проанализировать индукционные и классические модели. Первые сегодня в плане функциональности и экономии считаются лучшими. И они завоёвывают всё большую популярность.

Источник статьи: http://tehnopanorama.ru/plity/moshhnost-elektroplity.html

Дано:

I = 6 Ампер — сила тока, которую потребляет электрическая плитка;

t = 20 минут = 1200 секунд — промежуток времени, в течении которого плитка работает;

R = 25 Ом — сопротивление спираль плитки.

Требуется определить энергию, которую потребляет плитка E (Джоуль).

Найдем напряжение сети:

U = I * R = 6 * 25 = 150 Вольт.

Тогда энергия будет равна:

E = U * I * t = 150 * 6 * 1200 = 1080000 Джоулей = 1080 кДж.

Ответ: энергия, потребляемая плиткой, равна 1080 кДж.

I = 5 А.

t = 30 мин = 1800 с.

Q = 1080 кДж = 1080000 Дж.

R — ?

Энергия Q, которая потребляется, при прохождении электрического тока по проводнику определяется формулой закона Джоуля-Ленца: Q = I *U *t, где I — величина силы тока в проводнике, U — напряжение на концах проводника, t — время, на протяжении которого течет ток по проводнику. 

Напряжение на концах проводника U выразим по закону Ома для участка цепи: U = I *R.

Формула, которая выражает закон Джоуля-Ленца, примет вид: Q = I² *R *t.

Из формулы выразим сопротивление спирали плитки: R = Q /I² *t.

R = 1080000 Дж /(5 А)² *1800 с = 24 Ом.

Ответ: сопротивление спиралт плитки составляет R = 24 Ом.

Задания

Версия для печати и копирования в MS Word