DC devresinde güç, elektrik enerjisi ve verim. DC
Voltaj ve akıma ek olarak bir elektrik devresindeki elektronların davranışını karakterize eden parametrelerden biri de güçtür. Birim zamanda yapılabilecek iş miktarının bir ölçüsüdür. İş genellikle ağırlık kaldırma ile karşılaştırılır. Yükselişinin ağırlığı ve yüksekliği ne kadar büyük olursa, o kadar çok iş yapılır. Güç, bir iş biriminin ne kadar hızlı yapılabileceğini belirler.
Birimler
Arabaların gücü beygir gücü olarak hesaplanır - o zamanın geleneksel bir enerji kaynağında birimlerinin performansını ölçmek için buhar motoru üreticileri tarafından icat edilen bir ölçü birimi. Bir arabanın gücü size ne kadar yükseğe çıkabileceğini veya ne kadar ağırlık taşıyabileceğini söylemez, sadece bunu ne kadar hızlı yapabileceğini söyler.
Motorun gücü, hızına ve çıkış milinin torkuna bağlıdır. Hız, dakikadaki devir cinsinden ölçülür. Tork, başlangıçta lb-ft olarak ölçülen ve şimdi Newton metre veya joule olarak ölçülen bir motorun torkudur.
Traktör motoru 100 beygir. İle birlikte. yavaş ama yüksek torkla döner. Eşit güçte bir motosiklet motoru hızlı ama az torkla dönüyor. Güç hesaplama denklemi şu şekildedir:
P = 2π S T / 33000, burada S dönüş hızı, rpm ve T torktur.
Buradaki değişkenler tork ve hızdır. Başka bir deyişle, güç ST ile doğru orantılıdır: P~ST.
DC gücü
Elektrik devrelerinde güç, işlevsel olarak voltaj ve akıma bağlıdır. Şaşırtıcı olmayan bir şekilde, yukarıdaki P=IU denklemine benzer.
Ancak burada P, voltajla çarpılan akımla orantılı değil, ona eşittir. Watt cinsinden ölçülür, watt olarak kısaltılır.
Akım ve voltajın gücü ayrı ayrı belirlemediğini, sadece kombinasyonlarını bilmek önemlidir. Voltaj, birim elektrik yükü başına yapılan iştir ve akım, yüklerin hareket hızıdır. Gerilme (işin karşılığı), yerçekimi kuvvetine karşı bir ağırlığı kaldırma işine benzer. Akım (hıza eşdeğer) bir ağırlığı kaldırma hızı gibidir. Onların ürünü güçtür.
Traktör ve motosiklet motorları gibi, yüksek voltajlı, düşük akımlı bir devre, düşük voltajlı, yüksek akımlı bir devre ile aynı güce sahip olabilir. Gerilim ve akım, ilişki dışı, bir elektrik devresinin gücünü karakterize edemez.
Gerilimin yüksekliğinden bağımsız olarak gerilimli ve sıfır akımlı bir açık devre çalışmaz. Sonuçta, formüle göre, 0 ile çarpılan herhangi bir şey 0 verir: P \u003d 0 U \u003d 0. Sıfır dirençli kapalı bir süper iletken tel devresinde, sıfıra eşit bir voltajda akım elde edebilirsiniz, bu da olmaz enerji kaybına yol açar: P \u003d I0 = 0.
Beygir gücü ve watt aynı anlama gelir: Birim zamanda yapılabilecek iş miktarı. Bu birimler oran ile birbirine bağlıdır.
1 litre. İle birlikte. = 745.7W
Hesaplama örneği
Böylece, elektrik devresinin watt cinsinden mevcut gücü, voltaj ve akımın ürününe eşittir.
Örneğin, 12 V pilli bir devrede 3 ohm dirençli bir yükün gücünü belirlemek için, Ohm yasasını uygulayarak akımı bulmak gerekir.
I \u003d U / R \u003d 12/3 \u003d 4 A
Akım gücünü voltajla çarpmak istenen sonucu verecektir:
P = I U = 4 A 12 V = 48 W
Böylece lamba 48 watt tüketir.
Voltaj arttığında ne olur?
24 V gerilimde ve 3 ohm dirençte akım
ben=U/R=24/3=8A
Gerilim iki katına çıktığında, akım da iki katına çıktı.
P=IU=8A 24V=192W
Güç de arttı, ama daha fazlası. Neden? Niye? Gerilim ve akımın çarpımının bir fonksiyonu olduğu için gerilim ve akım 2 kat arttı, dolayısıyla güç 4 kat arttı. Bu, 192 watt'ın bölümü 4 olan 48'e bölünmesiyle kontrol edilebilir.
Formül Seçenekleri
Bir formülü dönüştürmek için cebir uygulayarak, orijinal denklemi alabilir ve parametrelerden birinin bilinmediği durumlar için dönüştürebilirsiniz.
Verilen voltaj ve direnç:
P \u003d (U / R) U veya P \u003d U 2 / R
Bilinen bir akım gücü ve direnci ile:
P = I (I R) veya P = I 2 R
Tarihsel gerçek: Güç kaybı ve direniş yoluyla akım arasındaki ilişki, Georg Simon Ohm değil, James Prescott Joule tarafından keşfedildi. 1841'de P = I 2 R denklemi şeklinde yayınlandı ve Joule-Lenz yasası olarak adlandırıldı.
Güç denklemleri:
- P = U I
- P = Ben 2 R
- P \u003d U 2 /R
Alternatif akım
Ohm ve Joule-Lenz yasaları doğru akım için oluşturulmuştur, ancak değişen akım ve voltajın anlık değerleri için de geçerlidir.
P'nin anlık değeri, φ açısı ile faz kaymalarını dikkate alarak, akım ve voltajın anlık değerlerinin ürününe eşittir:
P(t) = U(t)I(t) = U m cosωt I m cos(ωt-φ) = (1/2)U m I m cosφ + (1/2) U m I m cos( 2ωt- φ).
Anlık gücün sabit bir bileşeni olduğu denklemden çıkar ve salınım hareketleri akımın frekansının iki katı olan bir frekansla ortalama değerin etrafında.
Pratik açıdan ilgi çekici olan P(t)'nin ortalama değeri:
P = (U m I m/2) cosφ
cos φ=R/Z olduğu dikkate alındığında, burada Z=(R 2 + (ωL - 1/ω C) 2) 1/2 ve U m /Z = I m ,
Burada I \u003d I m 2 -1/2 \u003d 0.707 I m, mevcut gücün etkin değeridir, A.
Benzer şekilde, U \u003d U m 2 -1/2 \u003d 0.707 U m - etkin voltaj, V.
Etkili voltaj ve akımdan geçen ortalama güç, şu şekilde belirlenir:
P = U I cos φ, burada cos φ güç faktörüdür.
Elektrik devresindeki P, ısıya veya başka bir enerji biçimine dönüştürülür. En yüksek aktif güç, cosφ=1 olduğunda, yani faz kayması olmadığında elde edilebilir. Tam güç denir.
S \u003d U I \u003d Z I 2 \u003d U 2 / Z
Boyutu P'nin boyutuyla örtüşür, ancak fark amacıyla S, volt-amper, VA cinsinden ölçülür.
Elektrik devresindeki enerji alışverişinin yoğunluk derecesi, reaktif güç ile karakterize edilir.
Q \u003d U I sinφ \u003d U I p \u003d U p I \u003d X I 2 \u003d U 2 / X
Aktif ve dolu boyutlarına sahiptir, ancak onu ayırt etmek amacıyla reaktif volt-amper, VAr olarak ifade edilir.
Güç Üçgeni
Aktif, reaktif ve toplam güç ifadesi ile birbirine bağlıdır.
S = (P 2 + Q 2) 1/2
Güç, bir dik üçgenin bir kenarı olarak temsil edilir. Trigonometri yasalarını kullanarak, bilinen iki taraftan veya birinin uzunluğundan ve açıdan bir kenarın uzunluğu (herhangi bir türden güç miktarı) bulunabilir. Böyle bir üçgende aktif güç bitişik bacak, reaktif güç karşı taraf ve görünen güç hipotenüstür. Aktif gücün bacağı ile hipotenüs arasındaki açı, elektrik devresinin empedansının Z faz açısına eşittir.
Bu ilişkinin karmaşık şekli aşağıdaki gibidir:
S = P+jQ = U I cosφ + j U I sinφ= U I e jφ = U I*, burada
S - karmaşık güç;
I* - karmaşık eşlenik akım değeri.
Kompleksin gerçek bileşeni aktif, hayali bileşen ise reaktiftir.
Anlık görünen güç her zaman sabit kalır.
Üç fazlı akım gücü
Üç fazlı bir elektrik devresinin her fazının yükü, enerjiyi dönüştürür veya bir güç kaynağı ile değiştirir. Sonuç olarak, devrenin P ve Q, tüm fazların toplam gücüne eşittir:
P = Pr + Py + Pb; Q \u003d Q r + Q y + Q b - yıldız bağlantısı;
P = P ry + P yb + P br ; Q \u003d Q ry + Q yb + Q br - "üçgen" bağlantı.
Her fazın aktif ve reaktif güçleri tek fazlı bir devrede olduğu gibi belirlenir.
Üç fazlı bir devrenin toplam gücü:
S \u003d (P 2 + Q 2) 1/2,
ne karmaşık biçim forma sahip
S = P+jQ = (P r + P y + P b) + j(Q r + Q y + Q b)= S r + S y + S b = U r I r + U y I y + U b Ib
Fazların simetrik yükü, güçlerinin eşitliği ile sonuçlanır. Bu nedenle mevcut güç, fazın aktif ve reaktif gücünün üç katına eşittir:
P = 3P f = 3 I f U f cosφ f = 3 R f I f 2
Q = 3 Q f = 3 I f U f sinφ f = 3 X f I f 2
S = 3 S f = 3 I f U f
I f ve U f burada, bir yıldız için U f =U l; I f \u003d I l ve bir üçgen için U f \u003d U l; ben f \u003d ben 3 -1/2:
P \u003d 3 1/2 I l U l cosφ f;
Q \u003d 3 1/2 I l U l sinφ f;
S = 3 1/2 I l U l.
Sinüzoidal olmayan akım
Sinüzoidal olmayan bir akım devresindeki P'nin tanımı, bir sinüzoidal akım devresindeki tanımına benzer, çünkü T periyodu boyunca ortalama anlık güç
P = 1/T∫u i dt
Akımın aktif gücü, sıfır frekansın harmoniği olan sabit dahil olmak üzere P harmonik bileşenlerinin toplamı ile belirlenir.
Reaktif akım gücü benzer şekilde her harmoniğin Q'sunun eklenmesinin sonucudur.
Q = ∑U k I k sinφ k = ∑ Q k
kristal hücre
Elektrik. Tüm metaller iletkendir elektrik akımı. Düğümleri merkezlerle çakışan uzamsal bir kristal kafesten oluşurlar. pozitif iyonlar. Serbest elektronlar iyonların etrafında rastgele hareket eder.
Metallerde, elektronik iletkenlik
Metallerdeki elektrik akımına serbest elektronların düzenli hareketi denir.Akımın yönü hareket yönü olarak alınır.pozitif yüklü parçacıklar
Elektrik yüklerinin etkisi altında düzenli bir şekilde hareket edebilir. Elektrik alanı, bu yüzden e-postanın varlığı için koşul. akım, bir elektrik alanının ve elektrik yükünün serbest taşıyıcılarının varlığıdır..
Akım gücü, iletkenin belirli bir kesitinden birim zamanda akan yüke sayısal olarak eşittir. Akım sabit olarak adlandırılır, e Mevcut güç ve yön zamanla değişmezse.
1 amper (A) güce eşit doğru akım, 1 s içinde iletkenin herhangi bir kesitinden 1 C elektrik akıyor. ben = q 0 nv'ler Devredeki akım ölçülür. devre sembolü
İş ve akım gücü. Elektrik akımı bize enerji sağlar. İletkendeki serbest yüklerin hareketi üzerindeki elektrik alanının çalışması nedeniyle ortaya çıkar. Akımın içinden geçtiği devrenin bölümünü düşünün BEN. Bölümdeki voltajı belirtiyoruz sen, bölümün direnci R'dir. Akım devrenin homojen bir bölümünden geçtiğinde, elektrik alanı iş yapar. Δ zaman boyuncatdevre boyunca yük akarΔ q = ben Δ t . Seçilen alandaki elektrik alan iş yapar.ΔA = sen ben Δ t — bu işe denirelektrik akımı işi . Söz konusu alanda yapılan çalışmalardan dolayı, mekanik iş; ayrıca sızıntı olabilir kimyasal reaksiyonlar. Durum böyle değilse, elektrik alanının çalışması yalnızca iletkenin ısınmasına yol açar. Akımın işi, akım taşıyan iletken tarafından salınan ısı miktarına eşittir:— Joule-Lenz yasası
Elektrik akımının gücü, akımın yaptığı işin oranına eşittir. ΔAΔ zaman aralığına t Bu alanda bu çalışmanın tamamlandığı: P = İÜ veya . SI'de bir elektrik akımının işi şu şekilde ifade edilir: joule (J), güç girişi watt (sal).
Kapalı devre için Ohm yasası.
Geçerli kaynakta bir EMF () ve bir direnç ( r
), denir dahili. Elektromotor kuvvet (EMF), yükü hareket ettirmek için dış kuvvetlerin işinin oranıdır. q
zincir boyunca, bu yükün değerine ( 1V=1J/1C). Şimdi, bir kaynaktan oluşan kapalı (tam) bir DC devresi düşünün. elektrik hareket gücü ve iç direnç r
ve dirençli bir dış homojen alan R
. (R+r
) devrenin toplam direncidir. için Ohm yasası komple zincirşeklinde yazılır 
veya
Elektrik gücü P (W), voltaj ve akım gücünün çarpımı ile belirlenir:
burada U, akım toplayıcıdaki voltajdır, V; I - akım toplayıcıdan geçen akım, A.
Güç birimi 1 watt \u003d 1 volt x 1 amperdir.Ohm yasası (U \u003d IR; I \u003d U / R) dikkate alınarak eşitlik (2.28) aşağıdaki gibi gösterilebilir:
P = U2/R. (2.30)
Pratikte, türetilmiş bir güç birimi kullanırlar - kilovat (kW), 1 kW = 1000 watt. Mekanikte olduğu gibi, elektrik enerjisi veya iş (J), güç ve zamanın ürününe eşittir:
nerede P - güç, W; t - zaman, s. Enerji birimi 1 joule = 1 watt x 1 saniyedir. Uygulamada, çok daha büyük bir birim kullanılır - kilovat saat (kWh), 1 kWh \u003d 1 kW-1 h \u003d 1000 W-3600 s \u003d 3.600.000 J \u003d 3.6 MJ. (2.28), (2.29) ve (2.30) ifadelerinden P değerini alırsak, formül (2.31) aşağıdaki gibi yeniden yazılabilir:
W \u003d U Bu \u003d - t \u003d I 2 R t. (2.32)
örnek 1 220 V şebekeye bağlı bir ısıtıcı 5 A akım tüketir. Günde ne kadar enerji tüketilir? Çözüm. Enerji miktarı W = 220 ■ 5 24 = 26.400 Wh = 26,4 kWh = 95,04 MJ.
Örnek 2 5 saatte tüketilen enerji 10 kWh ise ısıtma cihazının gücü nedir?
Çözüm. Cihazın gücü P \u003d w / t \u003d 10/5 \u003d 2 kW. Termal eylem akım. Bir elektrik akımının bir iletkenden geçişine ısı salınımı eşlik eder. Isıtma cihazlarında ısı elde etmek nihai amaçtır. Ancak diğer cihaz ve cihazlarda ısı üretimi verimsiz bir kayıptır. elektrik enerjisi. Isı miktarı 1 J = 1 W-1 s = 1 W s ile joule cinsinden ölçülür.
Lenz-Joule yasasına göre, iletkendeki akımın açığa çıkardığı ısı Q miktarı, akımın karesi, iletkenin direnci ve akımın geçiş süresi ile orantılıdır:
nerede ben - mevcut güç, A; R - direnç, Ohm; t - zaman, s.
Örnek 3 Akım / = 10 A aktığında t = 1 saat için R = 20 Ohm direncinde açığa çıkan ısı miktarını bulun. İstenilen ısı miktarı
Q = 100 ■ 20 ■ 3600 = 7200 kJ;
Bir enerji türünün diğerine her dönüşümünde enerji kayıpları gözlenir. Örneğin, elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştürürken (bir elektrik motorunda), elektrik motoru tarafından şebekeden tüketilen elektriğin bir kısmı motoru ısıtmak, yataklardaki sürtünme vb.
Bu süreç nicel olarak katsayı adı verilen bir değerle karakterize edilir. faydalı eylem(yeterlik). Verimlilik, makine tarafından verilen faydalı güç R katının giriş gücüne P alt oranı olarak anlaşılır:
ή = P kat / P alt. . (2.34)
Örnek 4. Bir su ısıtıcısı şebekeden 1 kW'a eşit bir güç tüketir ve 50 litre su 5 saat boyunca 80 °C'de ısıtılır. su ısıtıcı?
DC çalışması ve güç
Elektrik akımının iletkenden geçişi, belirli bir miktarda enerjinin maliyeti ile ilişkilidir. Birim zamanda harcanan enerji miktarının ölçüsü, güç:
P=A/t
nerede P - güç; A, t zamanında harcanan enerji (iş) miktarıdır.
Bu formüle göre, forma indirgenmiş
A = Pt
Elektrikli ekipmanın işletme maliyetini belirlemek için enerji tüketimini hesaplayabilirsiniz.
Bir DC elektrik devresindeki güç, bu devrenin direnci ve içinden geçen akım ile benzersiz bir şekilde ilişkilidir:
P \u003d I 2 R (3-12)
I akım olduğunda, R dirençtir.
Ohm yasasını kullanarak değişiklik yaparak şunları da elde edebilirsiniz:
P=Kullanıcı Arayüzü(3-12a)
ve
P=U2/R(3-12b)
burada U, R dirençli devrenin uçlarındaki voltajdır.
Devreye sağlanan tüm güç (Рpodv) içinde yararlı bir şekilde harcanmazsa (Рpol), o zaman hakkında konuşurlar. verimlilik faktörü (COP) devre, kaynak vb.
h = Рpol / Рsub
Çünkü yeterlik her zaman birden küçüktür, genellikle yüzde olarak ifade edilir
Büyük ölçüde önemli konular mevcut kaynakları kullanma kipleridir. maksimum verimlilik ya da en büyük "geri dönüş".
Tüm devre için Ohm yasasına dayanarak, herhangi bir gerçek akım kaynağı, sıfır dahili dirençli ve ayrı bir Rin direncine sahip seri bağlı bir jeneratör E'den oluşan eşdeğer bir jeneratör (Şekil 3-6, c) ile temsil edilebilir. Böyle bir jeneratörü Rn direnci ile yükleyerek, Rn ve Rin oranına bağlı olarak, akım kaynağının keskin şekilde farklı çalışma modlarını elde etmek mümkündür.
Rn >> Rvn ise devrenin toplam direnci neredeyse yük direncine eşittir. Bu durumda, Rн değerindeki bir değişiklik devredeki akımı değiştirir, ancak her zaman EMF değerine çok yakın olduğu ortaya çıkan voltaj üzerinde neredeyse hiçbir etkisi yoktur, yani. Umax \u003d E
Kaynağı kullanmanın bu moduna mod denir. gerilim üreteci. Pillerin ve akümülatörlerin ana çalışma modudur. Gerilim jeneratör modunda verim %100'e çok yakındır ancak kaynaktan küçük akımlar alındığı için harici devreye verilen güç küçüktür.
Küçük yük direnci alırsak Rн< ben annex=E/Durulama Bu moda mod denir akım üreteci. Genellikle yükün iç direncinin birçok katına sahip olan pentod yükselteçlerinde yaygın olarak kullanılır. Bu durumda kaynağın verimliliği çok düşüktür (birkaç yüzde veya daha az) ve kaynaktan dış devreye alınan gücün de önemsiz olduğu ortaya çıkar. Son olarak, transistörlü devrelerde yaygın olarak kullanılan üçüncü mod, müzakere modu, yük direncinin jeneratörün iç direncine eşitliği ile karakterize edilir (Rl = Rvn). Bu durumda, yükteki voltaj EMF'nin yarısına (U= 0,5 E) eşittir ve akım, kısa devre akımının yarısıdır (I= 0,5 Imax); harici devre tarafından alınan güç maksimum ve eşittir Rmaks=E 2 /(4Rin) Bu durumda, kaynağın verimliliği %50'dir. Eşleştirme modunda kaynağın yüke iletebildiği maksimum güç Pmax, genellikle jeneratörün Pdisp kullanılabilir gücü olarak da adlandırılır.
Bir iletkenden geçen elektrik akımı onu ısıtır. Akım ne kadar büyük ve belirli bir akımda telin kesit alanı ne kadar küçükse, tel o kadar fazla ısınır. Cihazların akım tarafından ısınmasının çok güçlü olmaması için, tellerin kesit alanı yük akımına göre seçilmelidir. Cihazın ısınması büyük ölçüde tasarımına bağlıdır: soğutma koşulları ne kadar iyi olursa, cihaz o kadar az ısınır.
Telleri hesaplarken, farklı durumlarda izin verilen akım yoğunluğunu, yani tel kesit alanının 1 mm2'si başına izin verilen akım değerini kullanırlar. Radyo onarım uygulamasının en yaygın durumlarında, aşağıdaki y akım yoğunluğunun sınırlayıcı değerleri yönlendirilir:
1. Porselen veya seramik çerçeveler üzerine bir kat çıplak tel ile yapılan reostatlar ve balast teli rezistansları için, y = 6-10 a/mm2. Kısa süreli açma için tasarlanmış elektromıknatısların, rölelerin, zillerin sargıları için, y \u003d 4-5 a / mm2.
3. 75 W'a kadar güce sahip transformatörlerin sargıları için ve ayrıca uzun süreli anahtarlama için tasarlanmış çok katmanlı sargılı (örneğin, şebeke öngerilim direnci) şok bobinleri, röleler ve tel dirençleri için, y \u003d 2 -3 A/mm2, aynı güç 75- 300 W y= 1.5 A/mm2.
4. Ölçme ekipmanındaki şöntler ve ek dirençler için<1 а/ мм2.
5. Isıtma cihazları için, tel malzemesine, cihaz tasarımına ve çalışma koşullarına bağlı olarak, y = 8-20 a/mm2.
İzin verilen bir akım yoğunluğunda, y, belirli bir akım için tel çapının belirlenmesi, aşağıdaki formüle göre gerçekleştirilir:
d gerekli tel çapıdır, mm; - akım, A; y akım yoğunluğudur, a/mm2.
Telsiz cihazları için telsiz dirençler seçilirken, cihazın çalışması sırasında direnç üzerinde harcanan güç tarafından yönlendirilirler. Telsiz dirençler, normal olarak dağıtılan çeşitli güçlerde (0,25, 0,5, 1, 2 watt veya daha fazla) mevcuttur. Cihaza rezistans takarken rezistansta açığa çıkan gücün normu aşmamasını sağlamak gerekir.
Gerekli yük için elde direnç yoksa, birkaç direnç bağlamaya başvururlar ve hesaplamaları karmaşıklaştırmamak için aynı dirençleri bağlamanız önerilir.
Gerekenden daha düşük bir akım için tasarlanmış tel dirençler paralel olarak bağlanır ve izin verilen akımın gerekenden az olduğu kadar çok sayıda direnç bağlanması gerekir. Örneğin, devredeki akım 0,3 A ise ve elimizde 0,1 A akım için tasarlanmış dirençlerimiz varsa, belirtilen devreye dahil edilmek için bu tür üç direncin paralel bağlanması gerekir. Ancak toplam dirençlerinin belirtilen değere eşit olması için bağlı dirençlerin her birinin değerinin belirtilenden üç kat daha az olması gerekir. Gösterilen örnekte 150 ohm direnç gerekiyorsa, bağlı üç direncin her birinin 450 ohm olması gerekir.
Tel dirençlerini sararken, gerekli akım yükü için elinizde tel yoksa, daha ince bir tel ile sarma yapılabilir, ancak hemen iki veya üç telde yapılabilir. İki kabloya sarıldığında, tellerin çapı normdan 1.4 kat daha az ve üç kabloya sarıldığında 1.8 kat daha az alınabilir.
Akımın termal etkisi
R direncini ısıtmak için elektrik gücü harcanır. t süresi boyunca salınan ısı miktarı, bu süre boyunca mevcut işe eşittir:
S=I2Rt
Akımın manyetik hareketi
Akımın manyetik hareketinin en önemli teknik uygulaması, elektrik akımı enerjisinin mekanik harekete dönüştürülmesidir. Birçok elektro-akustik cihaz (hoparlör, telefon), elektrik ölçüm aletleri, röleler vb. bu prensip üzerine inşa edilmiştir.Bu tür cihazların zorunlu bir parçası bir elektromıknatıs (çelik çekirdekli bir bobin) veya bir solenoiddir (bir bobin olmadan bir bobin). çekirdek). Bu tür cihazların bazı türlerinde iki bobin vardır. Ayrıca elektromanyetik cihazlarda manyetik devreler, kalıcı mıknatıslar ve indüklenen akımlar için özel iletkenler kullanılmaktadır.
Stresi belirleme formülünden () transfer işini hesaplamak için bir ifade elde etmek kolaydır. elektrik şarjı; mevcut güç, orantıdaki ücretle ilgili olduğundan, akımın işi: veya.
Tanımı gereği güç, bu nedenle, .
Rus bilim adamı X. Lenz ve İngiliz bilim adamları D. Joule, 19. yüzyılın ortalarında ampirik olarak. adı verilen bir yasayı bağımsız olarak kurdu. Joule-Lenz yasası ve şu şekilde okunur: bir iletkenden akım geçtiğinde, iletkende açığa çıkan ısı miktarı, akım kuvvetinin, iletkenin direncinin ve akım geçiş süresinin karesi ile doğru orantılıdır:
Tam bir kapalı devre, harici dirençler ve bir akım kaynağı içeren bir elektrik devresidir (Şekil 17). Devrenin bölümlerinden biri olarak, akım kaynağının dahili olarak adlandırılan bir direnci vardır.
Akımın kapalı bir devreden geçmesi için, akım kaynağındaki yüklere ek enerji verilmesi gerekir, bu, elektrik kaynaklı olmayan kuvvetler (dış kaynaklı) tarafından üretilen hareketli yüklerin çalışması nedeniyle ortaya çıkar. kuvvetler) elektrik alan kuvvetlerine karşı. Akım kaynağı olarak adlandırılan bir enerji karakteristiği ile karakterize edilir. EMF - kaynak elektromotor kuvveti. EMF ölçülür pozitif bir yükün kapalı bir devresi boyunca hareket etmek için dış kuvvetlerin işinin bu yükün değerine oranı.
İletkenin kesitinden zamanla bir elektrik yükünün geçmesine izin verin. Daha sonra yükü hareket ettirirken dış kuvvetlerin işi aşağıdaki gibi yazılabilir: . Mevcut gücün tanımına göre, bu nedenle . Bu iş yapıldığında, dirençleri ve belirli bir miktar ısı açığa çıkan devrenin iç ve dış kısımlarında yapılır. Joule-Lenz yasasına göre, şuna eşittir: 
. Enerjinin korunumu yasasına göre, . Sonuç olarak, . Bir devrenin bir bölümünün akımının ve direncinin çarpımı, genellikle o bölümdeki voltaj düşüşü olarak adlandırılır. Böylece EMF, kapalı bir devrenin iç ve dış bölümlerindeki gerilim düşüşlerinin toplamına eşittir. Bu ifade genellikle şöyle yazılır: 
. Bu bağımlılık, Georg Ohm tarafından deneysel olarak elde edildi, buna denir. Tam bir devre için Ohm yasası ve şöyle okunur: tam bir devredeki akım gücü, akım kaynağının EMF'si ile doğru orantılı ve devrenin empedansı ile ters orantılıdır. Açık devrede EMF, kaynak terminallerindeki gerilime eşittir ve bu nedenle bir voltmetre ile ölçülebilir.
