Джоули участка постоянного тока
Энергия на участке постоянного тока W = U I t. Тест: 12 В, 2 А, 3 с → 72 Дж. Хаб: основы электрики.
Это P = U I умножить на время. Без t ответ в ваттах, не в джоулях.
W = U I t
W = U I t
Обратный ход: U, I или t. Нулевое время при прямом ходе запрещено валидацией t. Нулевые U или I при обратном ходе делят на ноль.
Не мощность без времени и не работа поля на заряде
Не P = UI без часов и секунд. Не механическая A = Fs. Не V = W/q электростатики. Не mv²/2.
Как пользоваться
Выберите W, U, I или t. Джоули, киловатт-часы, вольты, амперы, секунды. Раздел: основы электрики.
Примеры
Прямая. 12 · 2 · 3 = 72 Дж.
U. 72 Дж, 2 А, 3 с → 12 В.
t. 72, 12 В, 2 А → 3 с.
Запрет. t = 0.
Ещё задачи
Нагреватель 220 В, 5 А, 60 с: W = 66000 Дж = 66 кДж. В кВт·ч: 66000 / 3,6е6 ≈ 0,018 кВт·ч.
Лампа 24 Вт (уже мощность) за 10 с: сначала не умножайте 24 на 12 В. W = P t = 240 Дж, если 24 — ватты.
Связь с зарядом: W = U Q, Q с Q = It. 12 В и 6 Кл → 72 Дж, как тест.
Обратный ход: какая батарея по напряжению даст 100 Дж при 2 А за 5 с. U = 100 / 10 = 10 В.
Киловатт-час в быту: 1 кВт·ч = 3,6 МДж. Счётчик крутит энергию, не мгновенные ватты.
КПД мотора: электрическая входная W = UIt, механическая выходная на работе силы. Разность — тепло. Эта страница только электрический вход.
Не подставляйте сопротивление вместо времени. Если есть R, сначала I = U/R на Оме, затем UIt.
Импульсный ток: среднее I · t даёт оценку, пик греет сильнее. Модель постоянный ток.
Проверка: W / t должно равняться P = UI. 72 / 3 = 24 Вт, и 12·2 = 24.
Миллиамперы: 12 В · 50 мА · 10 с = 12 · 0,05 · 10 = 6 Дж, не 6000.
Аккумулятор 12 В и 2 А·ч: Q = 7200 Кл, W = 12·7200 = 86400 Дж ≈ 24 Вт·ч. Ёмкость в А·ч — заряд, энергия ещё умножается на вольты.
Знак: двигатель берёт энергию, генератор отдаёт. Модуль W здесь неотрицателен.
Итог практики: три сомножителя U, I, t. Два из них без третьего — мощность или заряд, не эта тройка.
Школа: ватты, умноженные на секунды
Вывод: мощность P = UI, энергия W = P t. Либо работа переноса заряда W = U Q при Q = It.
На доске не писать W = I t без вольт: это кулоны.
Джоуль = ватт-секунда = В·А·с. Киловатт-час кратен джоулю, не «другая физика».
Тепло на резисторе Qтепла = I² R t = U I t на участке. Буква Q в теплотехнике путается с зарядом. Здесь W энергия.
Механическая работа Fs в джоулях совпадает размерностью, источник другой. Не ставьте ньютоны в поле U.
Потенциал V = W/q — работа поля на пробном заряде, электростатика. Лампа на столе — UIt.
Единицы часов: t = 2 ч = 7200 с, либо выберите час в списке.
Обратный ход по I: не ноль напряжения и времени.
Связь с кинетикой: разгон массы электрическим мотором требует КПД и механики, не прямой подстановки mv²/2 в U.
Итог: джоули DC как UI на время. Ватты без t — сосед. Кулоны без U — сосед Q = It.
Кипятильник 1 кВт два часа: W = 2 кВт·ч. В джоулях 7,2 МДж. Счётчик покажет около двух киловатт-часов, если напряжение держится.
Задача «найти время, за которое резистор 12 В 2 А получит 1 кДж». t = 1000 / 24 ≈ 41,7 с. Не делите 1000 на 12, забыв ток.
Связь P = I²R: при известном R сначала мощность, затем × t. Страница не спрашивает R, чтобы не дублировать закон Ома.
Аккумулятор 18 В, отдача 4 А·ч: энергия ≈ 72 Вт·ч = 0,072 кВт·ч, если напряжение не просело. Реальная кривая разряда ниже.
Мотор 24 В 3 А 5 минут: t = 300 с, W = 21600 Дж. Механическая работа на валу меньше из‑за КПД — не подставляйте её обратно как UIt.
Не называйте ватт-час мощностью. Это энергия. Мощность — ватт.
Импульс 100 А на 10 мс при 48 В: W = 48 Дж. Коротко, но джоули те же, что 48 В · 1 А · 1 с.
Тепло в резисторе совпадает с W при постоянном токе. Буква Q в калориметрии путает с зарядом: пишите W или Qтепла словами.
Проверка размерностей: В·А·с = Вт·с = Дж. Если получили омы, потеряли множитель.
Памятка: три сомножителя, время обязательно, кВт·ч для быта, Q = It мост без вольт не даст джоули.
Ночник 5 Вт всю ночь 8 часов: W = 40 Вт·ч = 0,04 кВт·ч. При тарифе это копейки, для формулы важно не забыть часы как время, не как «восьмёрку безразмерную».
Резистор 6 Ом под 12 В: сначала I = 2 А по закону Ома, затем за 10 с W = 240 Дж. Страница энергии начинает уже с известных U и I.
Не суммируйте джоули механические и электрические в одном поле ввода. Разные источники, разные страницы, сложение только в отчёте «баланс».
Типичные ошибки
- Забыть время и назвать ватты джоулями.
- мА как амперы.
- Путать с V = W/q.
- Подставить R вместо t.
- Нулевое время.
Соседи: электрическая мощность, закон Ома, заряд Q = It, механическая работа.
Частые вопросы
- Какая формула энергии постоянного тока?
- W = U I t.
- Чем это отличается от мощности?
- P = U I — ватты, темп. Умножьте на время, получите джоули.
- Как связаны заряд и энергия?
- W = U Q, а Q = I t на странице заряда.
- Это механическая работа?
- Размерность та же, формула другая. A = F s не про вольты.
- Как получить киловатт-час?
- Выберите кВт·ч в единице энергии. 1 кВт·ч = 3,6·10⁶ Дж.
- Где хаб?
- Основы электрики.
Источники
- Иродов И. Е. Основные законы электромагнетизма.
- Сивухин Д. В. Общий курс физики. Электричество.
- BIPM. The International System of Units (SI).