دستورالعمل کار آزمایشگاهی "تعیین کارایی کتری برقی" (1 دوره). فرمول قدرت فعلی

یکی از گزارشاتی که یک سازمان باید به اداره مالیات ارائه کند، ترازنامه است. این گزارش برای سال تقویم تنظیم شده است. ترازنامه دارای فرم شماره 1 صورت های مالی است که می توانید با دانلود فرم ترازنامه 1 از لینک زیر به آن نگاه کنید. این شکل از تعادل امروز مرتبط است.

خط تیره ها در خطوط خالی ترازنامه قرار می گیرند. تمام مبالغ ارائه شده در ترازنامه به نزدیکترین هزار یا به نزدیکترین میلیون عدد گرد شده است. تمام ارزهای خارجی با نرخ مبادله بانک مرکزی فدراسیون روسیه در تاریخ گزارش به روبل تبدیل می شود.

ترازنامه را می توان در هر تاریخی (معمولاً ابتدای یک فصل یا سال) تنظیم کرد تا بررسی شود که آیا حسابداری شرکت به درستی نگهداری می شود یا خیر. این گزارش از دو بخش (صفحه) تشکیل شده است: دارایی ها و بدهی های شرکت. بر اساس نتایج ترازنامه، مجموع دارایی ها باید برابر با کل بدهی ها باشد، اگر این برابری وجود نداشته باشد، در آن صورت خطایی در ترازنامه رخنه کرده است و باید به دنبال آن باشید.

چگونه می توان فرم ترازنامه شماره 1 را پر کرد؟

این گزارش بر اساس ترازنامه تهیه شده است.

نمونه فرم ترازنامه 1

این فرم شامل یک "سرفصل" و دو جدول است: دارایی ها و بدهی ها. بیایید هر قسمت از ترازنامه را به ترتیب پر کنیم.

هدر را پر کنید:

در بالا نشان می دهیم که ترازنامه در چه تاریخی تنظیم شده است. ما نمونه ای از سازمان Confectioner LLC را ارائه می دهیم که برای سال تقویم 2012 گزارش می دهد.

در خط "شکل سازمانی و قانونی" ما می نویسیم LLC، "فرم مالکیت" - خصوصی، همچنین در اینجا باید کدهای دارایی مربوطه را یادداشت کنید: OKFS، OKOPF. برای LLC - کد 65. برای مالکیت خصوصی، کد مربوطه 16 است.

بر این اساس، تمام ورودی های عددی در ترازنامه به هزاران بیان می شود، در خط "واحد اندازه گیری" ترازنامه، کد 384 را نشان خواهیم داد. برای میلیون ها روبل، کد مربوطه 385 خواهد بود.

در آخرین خط "هدر" آدرس قانونی سازمان را نشان می دهیم، یعنی آدرسی که در آن به طور رسمی ثبت شده است.

ما جدول "دارایی" ترازنامه را پر می کنیم:

این جدول از دو بخش تشکیل شده است: دارایی های غیرجاری و دارایی های جاری. همانطور که در بالا ذکر شد، برای پر کردن فرم 1 از داده های ترازنامه استفاده می کنیم.

در مقابل هر نوع دارایی (در ترازنامه به این اقلام ترازنامه می گویند) مبلغ مربوطه نوشته شده است، گرد شده (برای مورد ما) به هزاران روبل. ستون اول اطلاعات مربوط به تاریخ گزارش دوره گزارش را نشان می دهد (برای نمونه ما، 12/31/2012)، ستون دوم - داده های پایان سال قبل (12/31/2011)، ستون سوم - داده های پایان سال قبل از سال قبل (12/31/2010).

بخش I دارایی های غیرجاری فرم 1: (برای گسترش کلیک کنید)

• (1110): ارزش باقیمانده نشان داده شده است، به عنوان تفاوت بین ارزش حسابداری دارایی های نامشهود (بدهی 04 "دارایی های نامشهود) و استهلاک تعهدی (اعتبار 05 "استهلاک دارایی های نامشهود") به دست می آید، داده های خط 1120 گرفته نشده است. در اینجا در نظر بگیرید؛
• نتایج تحقیق و توسعه (1120): داده های مربوط به کارهای تحقیق و توسعه تکمیل شده (R&D)، داده های این مقاله از حساب کاربری گرفته شده است. 04 «داراییهای نامشهود» حساب فرعی «تحقیق و توسعه»؛
• دارایی های اکتشاف نامشهود و مشهود (1130-1140): داده های مربوط به جستجو، اکتشاف ذخایر معدنی و همچنین تجهیزات مورد استفاده برای این کار.
• (خط 1150): ما همچنین ارزش باقیمانده به دست آمده را به عنوان تفاوت بین ارزش حسابداری دارایی های ثابت (حساب بدهکار 01 "دارایی های ثابت") و استهلاک تعهدی (حساب اعتباری 02 "استهلاک") نشان می دهیم.
• سرمایه گذاری های سودآور در دارایی های مشهود (1160): داده های مربوط به دارایی های ثابت حساب شده در حساب 03 "سرمایه گذاری های درآمدزا در دارایی های مشهود" نیز با ارزش باقیمانده آنها تعیین می شود.
• سرمایه گذاری های مالی (1170): سرمایه گذاری های مالی سازمان برای مدت بیش از 12 ماه نشان داده شده است (متشکل از بدهکاری 58 "سرمایه گذاری های مالی" و بدهی 55 "حساب های ویژه در بانک ها" حساب فرعی "سپرده ها").
• دارایی های مالیات معوق (1180): مانده حساب 09 "دارایی های مالیات معوق" اخذ می شود.
• سایر دارایی های غیرجاری (1190): کلیه دارایی های غیرجاری دیگر که در مواد قبلی منعکس نشده اند، نشان داده شده است.
• مجموع بخش I (1100): مقادیر خطوط 1110-1190 خلاصه شده است.

بخش دوم دارایی های جاری فرم 1:

• موجودی ها (1210): تمام موجودی های موجود در شرکت در نظر گرفته می شود (داده های مربوط به مواد خام در نظر گرفته می شود: حساب 10 "مواد" ، 15 "تهیه و کسب دارایی های مادی"؛ مربوط به: 20 "تولید اصلی" ، 21 "محصولات نیمه تمام خودمان"، 23 "تولید کمکی"، 28 "نقص در تولید"، 29 "تولید خدمات و امکانات"؛ مربوط به: 41 "کالا"، 42 "حاشیه تجاری"، 43 "تمام شده". محصولات، 44 "هزینه های فروش"، 45 "کالاهای ارسال شده"، و همچنین 97 "هزینه های معوق"؛
• (1220): مانده حساب 19 "مالیات بر ارزش افزوده دارایی های خریداری شده" نشان داده شده است ، یعنی مالیات بر ارزش افزوده ای که توسط تامین کنندگان ارائه شده است اما برای کسر پذیرفته نشده است.
• حساب های دریافتنی (1230): میزان بدهی طرف مقابل به سازمان، داده ها از حساب هایی گرفته می شود که روابط با طرف های مختلف را ثبت می کنند: تامین کنندگان (حساب 60)، خریداران (حساب 62)، پرسنل (70، 71، 73)، مالیات. دفتر و PF (68 و 69)، بنیانگذاران (75)، طرف مقابل دیگر (76)؛
• سرمایه گذاری مالی (1240): سرمایه گذاری برای مدت کمتر از 12 ماه.
• وجه نقد و معادل های نقدی (1250): تمام وجوه شرکت به روبل (موجودی حساب 50 و 51)، ارز خارجی (موجودی حساب 52)، چک، اعتبار اسنادی (موجودی حساب 55 برای حساب های فرعی "چک"، "اعتبار اسنادی" ”)؛
• سایر دارایی های جاری (1260): کلیه دارایی های جاری دیگر که در خطوط قبلی منعکس نشده اند نشان داده شده است.
• مجموع برای بخش II (1200): مجموع مقادیر خطوط 1210-1260.

تراز (1600): داده های خطوط 1100، 1200 خلاصه می شود.

ما جدول "بدهی ها" ترازنامه، فرم 1 را پر می کنیم:

جدول بدهی فرم 1 شامل سه بخش سرمایه و ذخایر، بدهی های بلند مدت، بدهی های کوتاه مدت است.

بخش سوم سرمایه و ذخایر:

• (1310): مانده اعتباری حساب. 80 "سرمایه مجاز"؛
• سهام خود (1320): بدهکار مانده حساب. 81 "سهام خود (سهام)"؛
• تجدید ارزیابی دارایی های غیرجاری (1340): اگر سازمان دارایی های نامشهود و دارایی های ثابت را تجدید ارزیابی کند، آنگاه مقداری که ارزش دارایی های غیرجاری افزایش یافته است (تراز اعتباری).
• سرمایه اضافی بدون تجدید ارزیابی (1350): مانده اعتباری حساب. 83 منهای مبالغ تعیین شده در ردیف 1340)؛
• سرمایه ذخیره (1360): اگر سازمان از سود انباشته سرمایه ذخیره ایجاد کند، این داده ها در این ردیف منعکس می شود (بدهی 82 «سرمایه ذخیره»).
• سود انباشته (زیان پوشش‌نشده) (1370): داده‌ها از حساب 84 «سود انباشته (زیان پوشش‌نشده») گرفته شده است.
• مجموع بخش III (1300): مجموع مقادیر خطوط 1310-1370.

بخش IV بدهی های بلند مدت:

• وجوه قرض گرفته شده (1410): (قرض 67 «تسویه وام و قرض بلندمدت»);
• بدهی های معوق مالیاتی (1420): اعتبار 77 «موقعیت مالیاتی معوق»;
• بدهی های برآورد شده (1430): اعتبار 96 "ذخیره هزینه های آتی"، مدت انجام این تعهدات بیش از 1 سال است.
• سایر بدهی ها (1450): کلیه بدهی هایی که در بالا برای یک دوره بیش از 1 سال منعکس نشده اند نشان داده شده است.
• مجموع برای بخش IV (1400): مجموع مقادیر خطوط 1410-1450.

بخش V بدهی های جاری: (برای گسترش کلیک کنید)

• وجوه قرض گرفته شده (1510): (وام 66) و همچنین وام های بلند مدت با دوره بازپرداخت کمتر از 1 سال (وام 67).
• حساب های پرداختنی (1520): بدهی به تامین کنندگان (حساب 60)، مشتریان (62)، پرسنل (70، 71، 73)، بودجه (68 و 69). بنیانگذاران (75)، سایر طرفهای مقابل (76) برای مدت کمتر از 1 سال؛
• درآمد معوق (1530): داده های حساب 98 "درآمد معوق" (تراز اعتباری)؛
• بدهی های برآورد شده (1540): وام 96 "ذخایر برای هزینه های آتی"، دوره سررسید کمتر از 1 سال.
• سایر بدهی ها (1550): کلیه بدهی های کوتاه مدت دیگر با سررسید کمتر از 1 سال که در بالا منعکس نشده اند نشان داده شده است.
• مجموع برای بخش V (1500): مجموع خطوط 1510-1550.

موجودی (1600): مجموع مقادیر خط 1400، 1500.

پس از تکمیل فرم ترازنامه 1، مقادیر خطوط 1700، 1600 باید مطابقت داشته باشد. و این منطقی است. به هر حال، بدهی ها منابع تشکیل دارایی هستند. اگر هنگام پر کردن فرم شماره 1 مغایرت داشتید، باید به دنبال خطا در حسابداری باشید. کار پر زحمت و طولانی است، اما راه دیگری وجود ندارد.

درس ویدیویی "ترازنامه: فرم 1، مثال ها، مبانی حسابداری"

درس ویدیویی از ناتالیا واسیلیونا گاندووا، معلم در سایت "حسابداری برای آدمک ها" را با موضوع: "ترازنامه" تماشا کنید، جایی که اصول اولیه پر کردن آن با جزئیات شرح داده شده است. برای تماشای ویدیو روی زیر کلیک کنید⇓

کار آزمایشگاهی

هدف: آموزش هدفمند در فعالیت های جستجو، به روز رسانی معنای شخصی دانش آموزان برای مطالعه موضوع، ایجاد شرایط برای توسعه مهارت های ارتباطی و فعالیت های مشترک.

وظایف:

آموزشی: کار آزمایشی رویتعیین کارایی وسایل برقی با استفاده از مثال کتری برقی،توسعه توانایی برقراری ارتباط بین عناصر محتوای مطالب قبلاً مطالعه شده و موارد جدید.

رشدی: توسعه مهارت‌ها در عملیات ذهنی، بهبود توانایی در تدوین اهداف مهم شخصی، ترویج توسعه تحقیقات و مهارت‌های خلاق.

آموزشی: بهبود مهارت های کار به صورت جفت، توسعه توانایی برای خود تحلیلی.

نوع درس : درس - کارگاه (2 ساعت)

تجهیزات

در طول کلاس ها

زمان سازماندهی

دستورالعمل های ایمنی هنگام کار با وسایل اندازه گیری الکتریکی.

فرمول بندی مسئله.

کار انجام شده توسط جریان الکتریکی را محاسبه کنید

مقدار گرمای دریافتی آب و برابر با کار مفید را محاسبه کنید.

با تجربه تعیین کنیدکارایی وسایل برقی با استفاده از مثال کتری برقی;

انجام کار بر اساس توصیه های روش شناختی.

1. یک کتری برقی را در نظر بگیرید. با استفاده از داده های گذرنامه، توان الکتریکی دستگاه الکتریکی P را تعیین کنید.

2. آب با حجم V معادل 1 لیتر (1 کیلوگرم) داخل کتری بریزید.

3. از دماسنج برای اندازه گیری دمای اولیه آب t استفاده کنید 1 .

4. کتری را به برق بزنید و آب را حرارت دهید تا بجوشد.

5. نقطه جوش آب t را از جدول تعیین کنید 2 .

6. مدت زمانی را که آب گرم شده است Δŧ روی ساعت یادداشت کنید

تمام اندازه گیری ها را در SI انجام دهید.

7. با استفاده از داده های اندازه گیری، محاسبه کنید:

جریان الکتریسیته = P∙Δt

بار = سانتی متر (t 2 -t 1 )

8. کارایی کتری برقی را با استفاده از فرمول محاسبه کنید

η = =

9. نتایج اندازه گیری ها و محاسبات را در جدول وارد کنید

V، m 3

تی 1 , 0 با

Δt، s

تی 2 , 0 با

آ جریان الکتریسیته ، جی

س بار ، جی

ŋ,%

سوالات کنترلی:

چرا مارپیچ کتری برقی از هادی با سطح مقطع بزرگ ساخته شده است؟ جواب مفصل بده

نمونه هایی از سایر وسایل برقی که عنصر گرمایش در آنها یک سیم پیچ است را ذکر کنید. این دستگاه ها چه تفاوتی با یکدیگر دارند؟

جوشکارچرا جوش الکتریکی در محل اتصال قطعات جوش داده شده گرمای بیشتری تولید می کند؟(هنگامی که جریان بالایی از قطعات فلزی عبور می کند که با صفحه کوچکی برخورد می کنند، در نقطه تماس این قطعات حداکثر مقاومت در برابر جریان عبوری وجود دارد و بنابراین حداکثر مقدار گرما آزاد می شود).

مکانیک خودروچرا دستگاه های کم مصرف زیان آور هستند؟ چرا مصرف بیش از حد انرژی هنگام استفاده از چنین وسایلی اجتناب ناپذیر است؟( به دلیل افزایش زمان گرم شدن آب، تلفات ناشی از همرفت، هدایت حرارتی و تشعشع افزایش می یابد.)

نتیجه.

5. تکلیف: گزارش تهیه کنید، قانون ژول لنز را تکرار کنید.

گزارش آزمایشگاهی

"تعیین کارایی کتری برقی."

هدف کار: فرا گرفتن بصورت تجربیبا استفاده از مثال کتری برقی، کارایی وسایل برقی را تعیین کنید.

تجهیزات : کتری برقی، دماسنج، ساعت با عقربه دوم.

پیش رفتن:

1. کتری برقی را در نظر گرفت. با استفاده از اطلاعات پاسپورت، توان الکتریکی دستگاه برقی P را تعیین کردم.

2. آب با حجم V معادل 1 لیتر (1 کیلوگرم) داخل کتری بریزید.

3. دمای اولیه آب t را با استفاده از دماسنج اندازه گیری کرد 1 .

4. کتری را به شبکه برق وصل کرده و آب را حرارت داده تا به جوش آید.

5. نقطه جوش آب t را از جدول تعیین کرد 2 .

6. من روی ساعت متوجه دوره زمانی شدم که در طی آن آب گرم شده Δŧ

7. با استفاده از داده های اندازه گیری، محاسبه کردم:

الف) کار انجام شده توسط جریان الکتریکی، با دانستن قدرت کتری P و زمان گرم شدن آب Δt، طبق فرمول A. جریان الکتریسیته = P∙Δt

ب) مقدار گرمای دریافتی آب و برابر با کار مفید، س بار = سانتی متر (t 2 -t 1 )

8. کارایی کتری برقی را با استفاده از فرمول محاسبه کرد

η = =

9. نتایج اندازه گیری ها و محاسبات وارد جدول شد

V، m 3

تی 1 , 0 با

Δt، s

تی 2 , 0 با

آ جریان الکتریسیته ، جی

س بار ، جی

ŋ,%

پاسخ به سوالات امنیتی :

نتیجه گیری در مورد کار انجام شده:

در حقیقت، کاری که با کمک هر وسیله ای انجام می شود همیشه کار مفیدتری است، زیرا بخشی از کار در برابر نیروهای اصطکاکی که در داخل مکانیسم و ​​هنگام جابجایی قطعات جداگانه آن عمل می کنند انجام می شود. بنابراین با استفاده از یک بلوک متحرک، با بلند کردن خود بلوک و طناب و غلبه بر نیروهای اصطکاک موجود در بلوک، کار اضافی انجام می دهند.

اجازه دهید نماد زیر را معرفی کنیم: کار مفید با $A_p$، کل کار با $A_(poln)$ نشان داده می شود. در این مورد داریم:

تعریف

ضریب کارایی (کارایی)نسبت کار مفید به کار کامل نامیده می شود. اجازه دهید کارایی را با حرف $\eta $ نشان دهیم، سپس:

\[\eta =\frac(A_p)(A_(poln))\ \چپ(2\راست).\]

بیشتر اوقات ، کارایی به صورت درصد بیان می شود ، سپس تعریف آن فرمول است:

\[\eta =\frac(A_p)(A_(poln))\cdot 100\%\ \چپ(2\راست).\]

هنگام ایجاد مکانیسم ها، آنها سعی می کنند کارایی خود را افزایش دهند، اما هیچ مکانیسمی با بازدهی برابر یک (چه برسد به بیش از یک) وجود ندارد.

و بنابراین، کارایی یک کمیت فیزیکی است که نسبتی را که کار مفید از تمام کار تولید شده تشکیل می دهد را نشان می دهد. با استفاده از راندمان، کارایی یک وسیله (مکانیسم، سیستم) که انرژی را تبدیل یا انتقال می دهد و کار را انجام می دهد، ارزیابی می شود.

برای افزایش کارایی مکانیزم ها می توانید سعی کنید اصطکاک در محورها و جرم آنها را کاهش دهید. اگر بتوان از اصطکاک چشم پوشی کرد، جرم مکانیسم به طور قابل توجهی کمتر از جرم است، به عنوان مثال، باری که مکانیسم را بلند می کند، آنگاه راندمان کمی کمتر از یکپارچگی است. سپس کار انجام شده تقریباً برابر با کار مفید است:

قانون طلایی مکانیک

باید به خاطر داشت که با یک مکانیسم ساده نمی توان به برنده شدن در محل کار دست یافت.

اجازه دهید هر یک از کارهای فرمول (3) را به عنوان حاصل ضرب نیروی متناظر و مسیر طی شده تحت تأثیر این نیرو بیان کنیم، سپس فرمول (3) را به شکل تبدیل کنیم:

عبارت (4) نشان می دهد که با استفاده از یک مکانیسم ساده، به همان اندازه که در سفر از دست می دهیم، قدرت می گیریم. این قانون "قاعده طلایی" مکانیک نامیده می شود. این قانون در یونان باستان توسط هرون اسکندریه تدوین شد.

این قانون کار غلبه بر نیروهای اصطکاک را در نظر نمی گیرد، بنابراین تقریبی است.

راندمان انتقال انرژی

راندمان را می توان به عنوان نسبت کار مفید به انرژی صرف شده برای اجرای آن ($Q$) تعریف کرد:

\[\eta =\frac(A_p)(Q)\cdot 100\%\ \left(5\right).\]

برای محاسبه راندمان یک موتور حرارتی از فرمول زیر استفاده کنید:

\[\eta =\frac(Q_n-Q_(ch))(Q_n)\left(6\راست)،\]

که در آن $Q_n$ مقدار گرمای دریافتی از بخاری است. $Q_(ch)$ - مقدار گرمای منتقل شده به یخچال.

راندمان یک موتور حرارتی ایده آل که طبق چرخه کارنو کار می کند برابر است با:

\[\eta =\frac(T_n-T_(ch))(T_n)\left(7\راست)،\]

که در آن $T_n$ دمای بخاری است. $T_(ch)$ - دمای یخچال.

نمونه هایی از مشکلات کارایی

مثال 1

ورزش.موتور جرثقیل قدرتی معادل N$ دارد. در یک بازه زمانی برابر با $\Delta t$، او باری به جرم $m$ را به ارتفاع $h$ برد. کارایی جرثقیل چقدر است؟\textit()

راه حل.کار مفید در مسئله مورد بررسی برابر است با کار بلند کردن یک جسم تا ارتفاع $h$ از بار جرمی $m$ این کار غلبه بر نیروی گرانش است. برابر است با:

ما کل کار انجام شده هنگام بلند کردن بار را با استفاده از تعریف توان پیدا می کنیم:

بیایید از تعریف کارایی برای یافتن آن استفاده کنیم:

\[\eta =\frac(A_p)(A_(poln))\cdot 100\%\left(1.3\راست).\]

فرمول (1.3) را با استفاده از عبارات (1.1) و (1.2) تبدیل می کنیم:

\[\eta =\frac(mgh)(N\Delta t)\cdot 100\%.\]

پاسخ.$\eta =\frac(mgh)(N\Delta t)\cdot 100\%$

مثال 2

ورزش.یک گاز ایده آل یک چرخه کارنو را انجام می دهد که بازده آن چرخه $\eta$ است. کار انجام شده در چرخه فشرده سازی گاز در دمای ثابت چیست؟ کار انجام شده توسط گاز در هنگام انبساط $A_0$ است

راه حل.ما کارایی چرخه را به صورت زیر تعریف می کنیم:

\[\eta =\frac(A_p)(Q)\left(2.1\راست).\]

بیایید چرخه کارنو را در نظر بگیریم و تعیین کنیم که در کدام فرآیندها گرما تامین می شود (این مقدار $Q$ خواهد بود).

از آنجایی که چرخه کارنو از دو ایزوترم و دو آدیابات تشکیل شده است، بلافاصله می توان گفت که در فرآیندهای آدیاباتیک (فرآیندهای 2-3 و 4-1) انتقال حرارت وجود ندارد. در فرآیند همدما 1-2، گرما تامین می شود (شکل 1 $Q_1$)، در فرآیند همدما 3-4 گرما حذف می شود ($Q_2$). معلوم می شود که در عبارت (2.1) $Q=Q_1$. می دانیم که مقدار گرمایی (قانون اول ترمودینامیک) که در طی یک فرآیند همدما به سیستم می رسد، به طور کامل به انجام کار توسط گاز می رود، به این معنی:

گاز کار مفیدی انجام می دهد که برابر است با:

مقدار گرمایی که در فرآیند همدما 3-4 حذف می شود برابر است با کار فشرده سازی (کار منفی است) (از آنجایی که T=const، سپس $Q_2=-A_(34)$). در نتیجه داریم:

اجازه دهید فرمول (2.1) را با در نظر گرفتن نتایج (2.2) - (2.4) تبدیل کنیم:

\[\eta =\frac(A_(12)+A_(34))(A_(12))\to A_(12)\eta =A_(12)+A_(34)\به A_(34)=( \eta -1)A_(12)\ چپ (2.4\راست).\]

از آنجایی که طبق شرط $A_(12)=A_0، \ $ در نهایت به دست می آوریم:

پاسخ.$A_(34)=\left(\eta -1\right)A_0$

در فرآیند جابجایی بارها در یک مدار بسته، مقدار مشخصی کار توسط منبع جریان انجام می شود. می تواند مفید و کامل باشد. در حالت اول، منبع جریان در حین انجام کار، بارها را در مدار خارجی حرکت می دهد و در حالت دوم، بارها در کل مدار حرکت می کنند. در این فرآیند، بازده منبع جریان که به عنوان نسبت مقاومت خارجی و کل مدار تعریف می‌شود، از اهمیت بالایی برخوردار است. اگر مقاومت داخلی منبع و مقاومت خارجی بار برابر باشد، نیمی از کل توان در خود منبع تلف می شود و نیمی دیگر در بار آزاد می شود. در این حالت بازده 0.5 یا 50 درصد خواهد بود.

راندمان مدار الکتریکی

ضریب کارایی مورد بررسی در درجه اول با کمیت های فیزیکی مشخص کننده نرخ تبدیل یا انتقال برق مرتبط است. در میان آنها، قدرت، اندازه گیری شده در وات، اول است. چندین فرمول برای تعیین آن وجود دارد: P = U x I = U2/R = I2 x R.

مدارهای الکتریکی ممکن است ولتاژ و مقدار شارژ متفاوتی داشته باشند و بر این اساس، کار انجام شده نیز در هر مورد متفاوت است. اغلب اوقات نیاز به تخمین سرعت انتقال یا تبدیل الکتریسیته وجود دارد. این سرعت نشان دهنده توان الکتریکی مربوط به کار انجام شده در یک واحد زمان معین است. در قالب یک فرمول، این پارامتر به شکل زیر خواهد بود: P=A/∆t. بنابراین کار به صورت حاصل ضرب توان و زمان نمایش داده می شود: A=P∙∆t. واحد کار مورد استفاده .

به منظور تعیین میزان کارایی یک دستگاه، ماشین، مدار الکتریکی یا سایر سیستم های مشابه در رابطه با توان و عملکرد، از راندمان استفاده می شود. این مقدار به عنوان نسبت انرژی مصرف شده مفید به کل انرژی ورودی به سیستم تعریف می شود. کارایی با نماد η نشان داده می شود و از نظر ریاضی به صورت فرمول تعریف می شود: η = A/Q x 100% = [J]/[J] x 100% = [%]، که در آن A کار انجام شده توسط مصرف کننده است. Q انرژی داده شده توسط منبع است. مطابق با قانون بقای انرژی، مقدار بازده همیشه برابر یا کمتر از واحد است. این بدان معنی است که کار مفید نمی تواند بیش از مقدار انرژی صرف شده برای انجام آن باشد.

به این ترتیب تلفات برق در هر سیستم یا دستگاهی و همچنین میزان مفید بودن آنها مشخص می شود. به عنوان مثال، در هادی ها، تلفات توان زمانی رخ می دهد که جریان الکتریکی تا حدی به انرژی حرارتی تبدیل شود. مقدار این تلفات به مقاومت هادی بستگی دارد.

تفاوتی وجود دارد که با فرمول ∆Q=A-Q بیان می شود که به وضوح تلفات توان را نشان می دهد. در اینجا رابطه بین افزایش تلفات توان و مقاومت هادی به وضوح قابل مشاهده است. بارزترین نمونه یک لامپ رشته ای است که بازده آن از 15٪ تجاوز نمی کند. 85 درصد باقیمانده توان به حرارت، یعنی اشعه مادون قرمز تبدیل می شود.

بازده یک منبع فعلی چقدر است

بازده در نظر گرفته شده کل مدار الکتریکی به ما امکان می دهد تا ماهیت فیزیکی بازده منبع جریان را بهتر درک کنیم، فرمول آن نیز از مقادیر مختلفی تشکیل شده است.

در فرآیند حرکت بارهای الکتریکی در طول یک مدار الکتریکی بسته، مقدار مشخصی کار توسط منبع جریان انجام می شود که به عنوان مفید و کامل متمایز می شود. در حین انجام کار مفید، منبع جریان بارها را در مدار خارجی جابجا می کند. هنگامی که به طور کامل عملیاتی می شود، بارها، تحت تأثیر یک منبع جریان، در کل مدار حرکت می کنند.

آنها به صورت فرمول به صورت زیر نمایش داده می شوند:

• کار مفید - Apolez = qU = IUt = I2Rt.
• کل کار - Atotal = qε = Iεt = I2(R +r)t.

بر این اساس، می توانیم فرمول هایی را برای توان مفید و کل منبع فعلی استخراج کنیم:

• قدرت مفید - Puse = Apoles /t = IU = I2R.
• توان کل - Pfull = Afull/t = Iε = I2(R + r).

در نتیجه، فرمول کارایی منبع جریان به شکل زیر است:

• η = Apoles/Atoll = Puse/Ptot = U/ε = R/(R + r).

حداکثر توان مفید در مقدار معینی از مقاومت مدار خارجی، بسته به ویژگی های منبع جریان و بار، به دست می آید. با این حال، باید به ناسازگاری حداکثر توان خالص و حداکثر راندمان توجه شود.

مطالعه توان و بازده منبع جریان

کارایی یک منبع جریان به عوامل زیادی بستگی دارد که باید در یک توالی مشخص در نظر گرفته شوند.

برای تعیین، مطابق با قانون اهم، معادله زیر وجود دارد: i = E/(R + r)، که در آن E نیروی الکتروموتور منبع جریان و r مقاومت داخلی آن است. اینها مقادیر ثابتی هستند که به مقاومت متغیر R بستگی ندارند. با استفاده از آنها می توانید توان مفید مصرف شده توسط مدار الکتریکی را تعیین کنید:

• W1 = i x U = i2 x R. در اینجا R مقاومت مصرف کننده برق است، i جریان در مدار است که با معادله قبلی تعیین می شود.

بنابراین، مقدار توان با استفاده از متغیرهای نهایی به صورت: W1 = (E2 x R)/(R + r) نشان داده خواهد شد.

از آنجایی که یک متغیر میانی است، در این مورد تابع W1(R) را می توان برای حداکثر آن تحلیل کرد. برای این منظور، باید مقدار R را تعیین کرد که در آن مقدار اولین مشتق توان مفید مرتبط با مقاومت متغیر (R) برابر با صفر خواهد بود: dW1/dR = E2 x [(R + r )2 - 2 x R x (R + r) ] = E2 x (Ri + r) x (R + r - 2 x R) = E2(r - R) = 0 (R + r)4 (R + r) )4 (R + r)3

از این فرمول می توان نتیجه گرفت که مقدار مشتق فقط در یک شرط می تواند صفر باشد: مقاومت گیرنده برق (R) از منبع جریان باید به مقدار مقاومت داخلی خود منبع برسد (R => r). ). در این شرایط، مقدار ضریب بازده η به عنوان نسبت توان مفید و کل منبع جریان - W1/W2 تعیین خواهد شد. از آنجایی که در حداکثر نقطه توان مفید، مقاومت مصرف کننده انرژی منبع جریان برابر با مقاومت داخلی خود منبع جریان خواهد بود، در این حالت راندمان 0.5 یا 50٪ خواهد بود.

مشکلات فعلی قدرت و راندمان

همانطور که مشخص است، در حال حاضر هیچ مکانیسمی ایجاد نشده است که به طور کامل یک نوع انرژی را به دیگری تبدیل کند. در حین کار، هر وسیله ساخت بشر بخشی از انرژی خود را صرف مقاومت در برابر نیروها می کند یا آن را بیهوده در محیط پراکنده می کند. در یک مدار الکتریکی بسته نیز همین اتفاق می افتد. هنگامی که بارها از طریق هادی ها جریان می یابند، بار کامل و مفید الکتریسیته مقاومت می کند. برای مقایسه نسبت آنها، باید ضریب عملکرد (بازده) را محاسبه کنید.

چرا باید کارایی را محاسبه کنید؟

بازده یک مدار الکتریکی نسبت گرمای مفید به گرمای کل است.

برای وضوح، بیایید مثالی بزنیم. با یافتن کارایی یک موتور، می توان تعیین کرد که آیا عملکرد اصلی آن هزینه برق مصرفی را توجیه می کند یا خیر. یعنی محاسبه آن تصویر واضحی از اینکه دستگاه چقدر انرژی دریافتی را تبدیل می کند به دست می دهد.

توجه داشته باشید!به عنوان یک قاعده، بازده مقداری ندارد، بلکه یک درصد یا معادل عددی از 0 تا 1 است.

کارایی با استفاده از یک فرمول محاسباتی کلی برای همه دستگاه ها به عنوان یک کل پیدا می شود. اما برای به دست آوردن نتیجه آن در یک مدار الکتریکی، ابتدا باید نیروی الکتریسیته را پیدا کنید.

یافتن جریان در یک مدار کامل

از علم فیزیک مشخص است که هر مولد جریان مقاومت خاص خود را دارد که به آن توان داخلی نیز می گویند. جدا از این معنا، منبع الکتریسیته نیز قدرت خاص خود را دارد.

بیایید به هر عنصر زنجیره مقادیری بدهیم:

• مقاومت - r;
• قدرت جریان - E;

بنابراین، برای پیدا کردن قدرت جریان، که تعیین آن - I، و ولتاژ در مقاومت - U است، زمان می برد - t، با عبور شارژ q = lt.

با توجه به ثابت بودن توان برق، کار ژنراتور به طور کامل به گرمای آزاد شده به R و r تبدیل می شود. این مقدار را می توان با استفاده از قانون ژول لنز محاسبه کرد:

Q = I2 + I2 rt = I2 (R + r) t.

سپس سمت راست فرمول برابر می شود:

EIt = I2 (R + r) t.

پس از انجام کاهش، محاسبه به دست می آید:

با تنظیم مجدد فرمول، نتیجه به دست می آید:

این مقدار نهایی نیروی الکتریکی در این دستگاه خواهد بود.

با انجام یک محاسبه اولیه به این ترتیب، اکنون می توان کارایی را تعیین کرد.

محاسبه راندمان مدار الکتریکی

توان دریافتی از منبع فعلی مصرف شده نامیده می شود، تعریف آن نوشته شده است - P1. اگر این کمیت فیزیکی از ژنراتور به مدار کامل منتقل شود، مفید تلقی می شود و نوشته می شود - P2.

برای تعیین بازده یک مدار لازم است قانون پایستگی انرژی را یادآوری کنیم. مطابق با آن، توان گیرنده P2 همیشه کمتر از توان مصرفی P1 خواهد بود. این با این واقعیت توضیح داده می شود که در حین کار در گیرنده همیشه اتلاف اجتناب ناپذیر انرژی تبدیل شده وجود دارد که صرف گرم کردن سیم ها ، غلاف آنها ، جریان های گردابی و غیره می شود.

برای یافتن ارزیابی خواص تبدیل انرژی، یک بازده مورد نیاز است که برابر با نسبت توان P2 و P1 خواهد بود.

بنابراین، با دانستن تمام مقادیر نشانگرهایی که مدار الکتریکی را تشکیل می دهند، عملکرد مفید و کامل آن را می یابیم:

• و مفید. = qU = IUt =I2Rt;
• و مجموع = qE = IEt = I2(R+r)t.

مطابق با این مقادیر، قدرت منبع فعلی را پیدا می کنیم:

• P2 = مفید /t = IU = I2 R;
• P1 = مجموع /t = IE = I2 (R + r).

با انجام تمام مراحل، فرمول کارایی را به دست می آوریم:

n = مفید / کل = P2 / P1 = U / E = R / (R + r).

این فرمول معلوم می شود که R بالاتر از بی نهایت است و n بالای 1 است، اما با همه اینها جریان در مدار در موقعیت کم باقی می ماند و توان مفید آن کم است.

همه می خواهند کارایی بیشتری پیدا کنند. برای انجام این کار، باید شرایطی را پیدا کرد که در آن P2 حداکثر خواهد بود. مقادیر بهینه خواهد بود:

• P2 = I2 R = (E / R + r) 2 R;
• dP2 / dR = (E2 (R + r)2 - 2 (r + R) E2 R) / (R + r) 4 = 0;
• E2 ((R + r) -2R) = 0.

در این عبارت E و (R + r) برابر 0 نیستند، بنابراین عبارت داخل پرانتز با آن برابر است، یعنی (r = R). سپس معلوم می شود که توان دارای حداکثر مقدار است و بازده = 50٪.

همانطور که می بینید، بدون توسل به خدمات یک متخصص، می توانید کارایی یک مدار الکتریکی را خودتان بیابید. نکته اصلی حفظ ثبات در محاسبات و فراتر رفتن از فرمول های داده شده است.

ویدئو