Moc elektryczna

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Ujednoznacznienie Ten artykuł dotyczy wielkości elektrycznej. Zobacz też: inne znaczenia tego słowa.

Moc elektryczna to praca jaką wykonuje energia elektryczna w jednostce czasu. Jednostką mocy w układzie SI jest wat.

Prąd stały[edytuj | edytuj kod]

W obwodach elektrycznych prądu stałego, w których odbiornikiem energii jest rezystancja, moc elektryczną można wyznaczyć ze wzoru

P = U I

gdzie P oznacza moc, U napięcie elektryczne, a I natężenie prądu elektrycznego.

Wykorzystując prawo Ohma (\scriptstyle U = I R) wzór na moc elektryczną można przedstawić również jako

P = I^2R = \frac{U^2}R

gdzie R jest rezystancją.

Prąd przemienny[edytuj | edytuj kod]

W obwodach prądu przemiennego elementy zdolne do gromadzenia energii takie jak induktancja i pojemność powodują, że kierunek przepływu energii jest zmienny. Część energii jaka zostaje zamieniona w ciepło lub pracę określa się mianem mocy czynnej P. Jednakże, rozpatrując jeden przebieg okresu zmiennego prądu elektrycznego, układ pobiera ze źródła więcej energii, którą następnie ponownie do źródła oddaje. Tę część określa się jako moc bierna Q.

Jeśli przedstawiamy wielkości mocy czynnej i biernej jako wartości wektorowe względem siebie prostopadłe, to ich sumę nazywamy mocą pozorną:

S = \sqrt{P^2 + Q^2} = U I = \frac{1}{2} U_m I_m

gdzie U i I to wartości skuteczne napięcia i natężenia prądu, a Um i Im to ich amplitudy.

Moc czynną i bierną można wyznaczyć na podstawie mocy pozornej, jeśli oba przebiegi prądu i napięcia są sinusoidalne i znane jest przesunięcie fazowe \scriptstyle \phi między nimi:

P = S \cos \phi
Q = S \sin \phi

Przestrzeń[edytuj | edytuj kod]

Moc elektryczna pojawia się wszędzie tam gdzie istnieje pole elektryczne lub magnetyczne. Układ elektryczny jest prostym i szczególnym przypadkiem. W ogólniejszej formie równanie \scriptstyle P = U I należy zastąpić bardziej skomplikowanymi obliczeniami, całką iloczynu wektorowego pola elektrycznego i magnetycznego po określonej powierzchni czyli:

P = \int\limits_S (\mathbf{E} \times \mathbf{H}) \; dS

Wynik jest skalarem, ponieważ jest to całka powierzchniowa z wektora Poyntinga.