Ηλεκτρική ισχύς

Η ηλεκτρική ισχύς είναι ο ρυθμός με το οποίον ηλεκτρική ενέργεια μεταφέρεται από ένα ηλεκτρικό κύκλωμα. Η μονάδα της ισχύος στο SI είναι το watt

Μαθηματικά

Κυκλώματα

Η ηλεκτρική ισχύς, όπως η μηχανική, παριστάνεται με το γράμμα P στις σχετικές εξισώσεις, αναφερόμενη στην ενεργή ισχύ. Η συνολική ισχύς ονομάζεται φαινόμενη ισχύς και συμβολίζεται με το γραμμα S. Η φαινόμενη ισχύς αποτελείται από την προαναφερθείσα ενεργή ισχύ και, επιπλέον, από την άεργη ισχύ (συμβολίζεται με το γραμμα Q) υπό την σχέση:

$S=P+Q*i$

οπού i η φανταστική μονάδα: $i^{2}=-1$

Το μέτρο (αριθμητική τιμή) της φαινόμενης ισχύος ισούται με τη ρίζα του αθροίσματος των τετραγώνων της Ενεργής και της Άεργης ισχύος.

Είναι σημαντικό να τονιστεί ότι η άεργη ισχύς εμφανίζεται μόνο στην περίπτωση εναλλασσόμενου ρεύματος και μόνο όταν υπάρχουν επαγωγικά ή χωρητικά στοιχειά. Επαγωγικά στοιχεία είναι τα πηνία, ενώ χωρητικά είναι οι πυκνωτές. Στην περίπτωση συνεχούς ρεύματος ή εναλλασσομένου ρεύματος όπου υπάρχουν μόνο αντιστάσεις, η άεργη ισχύς είναι ίση με 0 με αποτέλεσμα η συνολική ισχύς (φαινόμενη) να ισούται με την ενεργή.

Συνεχές ρεύμα

Σε κυκλώματα αντιστάσεων συνεχούς ρεύματος, η ηλεκτρική ισχύς υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τη σχέση:

$P=V\cdot I$

όπου P η ηλεκτρική ισχύς, V η διαφορά δυναμικού και I το ηλεκτρικό ρεύμα.

Ο παραπάνω νόμος, αν συνδυαστεί με τον νόμο του Ohm, δίνει την ισχύ που παράγεται από μια ηλεκτρική αντίσταση όταν περνά από μέσα της ηλεκτρικό ρεύμα έντασης I:

$P=I^{2}\cdot R$

Όσο πιο μεγάλη είναι η μέγιστη ισχύς της αντίστασης, τόσο μεγαλύτερη είναι η ένταση του ρεύματος που μπορεί να την διαπεράσει χωρίς να την αλλοιώσει.

Στο χώρο

Η ηλεκτρική ισχύς υπάρχει οπουδήποτε συνυπάρχουν ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία. Το πιο απλό παράδειγμα είναι ένα ηλεκτρικό κύκλωμα, όπως περιγράφεται παραπάνω. Στη γενική περίπτωση, όμως, η απλή εξίσωση $P=IV$ πρέπει να αντικατασταθεί από μια πιο πολύπλοκη, το ολοκλήρωμα του εξωτερικού γινομένου του ηλεκτρικού επί του μαγνητικού πεδίου σε μια περιοχή, δηλαδή:

$\mathbf {P} =\int _{S}\mathbf {E} \times \mathbf {H} \cdot \mathbf {dA}$

Το αποτέλεσμα της ολοκλήρωσης αυτής είναι ένα διάνυσμα, καθώς η ισχύς έχει και μέτρο και κατεύθυνση.

Δείτε επίσης

• Διάνυσμα Πόιντινγκ