Fizika 04.28

 

Elektromos munka, teljesítmény

Az elektromos fogyasztó az áramforrásból energiát vesz fel. Ezt az energiát használja fel működése közben, vagyis amikor munkát végez vagy hőt termel. Egy villanymotorral működő fúrógép az áramforrásából, az elektromos hálózatból felvett energiát használja, amikor fúráskor munkát végez.

Ha az áramkör egy hőt fejlesztő ellenállást működtet (például egy villanybojlert), akkor az áramforrásból felvett energia egyenlő az ellenálláson felszabaduló hővel. Ez a fogyasztó elektromos munkája. Az elektromos munka jele: W (az angol work szó alapján), mértékegysége megegyezik az energia mértékegységével, tehát joule (J).

A fogyasztó által végzett elektromos munka függ a feszültségtől, az áramerősségtől és az eltelt időtől.

Példa 1

Asztali lámpákban gyakran 60 W-os háztartási izzót használunk. Érdekes, hogy ugyanígy 60 W-os a gépkocsi fényszórójának izzója is, pedig csak 12 V feszültség táplálja. Hogy lehetséges ez? Számítsuk ki ezen izzók névleges áramerősségét!

 

Érdekesség!

Az elektromos fogyasztók fontos jellemzője a teljesítmény. Például a hálózati izzókon fel is tüntetik, hogy 230 V-os áramforrásra kapcsolva 60 W vagy 100 W teljesítményt adnak le. Az elektromos fogyasztókat mindig valamilyen meghatározott feszültségre tervezik. Ha a fogyasztó ezen az ún. névleges feszültségen üzemel, akkor adja le a névleges teljesítményt.

Ha ugyanarra a fogyasztóra a névlegesnél alacsonyabb feszültséget kapcsolunk, akkor a névlegesnél kisebb teljesítményt ad le. Ha a fogyasztót az előírtnál nagyobb feszültségű áramforrásra kapcsoljuk, akkor a megengedettnél nagyobb áram folyik át rajta; ez a készüléket tönkreteheti.

Néhány elektromos fogyasztó névleges teljesítménye:

Az elektromos munkát, vagyis a hálózatból felvett energiát az elektromos eszközök teljesítményéből is meghatározhatjuk.

Az elektromos eszközök működésük közben az elektromos hálózatból vesznek fel energiát. Ezt az energiát
a villamos erőművek táplálják a hálózatba.

Példa 2

Számítsuk ki, hogy egy négy órán át működő, 120 W-os számítógép és egy 1,8 kW-os, 120 literes villanybojler mekkora összeggel növeli a havi villanyszámlát! 1 kWh elektromos energia árát vegyük 40 Ft-nak.

    

 

Energiatakarékosság

A háztartási fogyasztók teljesítménytáblázatából kiderül, hogy az áram hőhatását hasznosító eszközök felvett teljesítménye nagy. Elsősorban ezek okozhatják villanyszámláink magas összegét. A rövid ideig üzemelők (kenyérpirító, hajszárító stb.) fogyasztása nem jelentős. Az állandóan bekapcsolva tartott eszközök (hűtőszekrények, fagyasztók) fogyasztása már jelentősebb tétel; vásárlásukkor érdemes a fogyasztásukat is figyelembe venni. Legnagyobb fogyasztók az elektromos vízmelegítők (bojlerek), a villanykályhák és újabban a klímaberendezések.

Lehetőségek az energiatakarékosságra:

• a villanybojler megfelelő időközönkénti vízkőmentesítése;
• mosás, mosogatás alacsony hőmérsékleten (30 °C);
• zuhanyozással kevesebb meleg vizet használunk, mint kádban fürdéssel;
• az elektromos berendezéseket használaton kívül áramtalanítsuk;
• az izzólámpákat érdemes lecserélni kompakt fénycsövekre és LED-lámpákra.

 

Energiatakarékos világítóeszközök

Hasonló fényerejű hagyományos izzót, kompakt fénycsövet és LED-lámpát hasonlítunk össze.

Kiszámítjuk, hogy a LED-izzó 20 ezer órás élettartama alatt mekkorák a beszerzési és üzemeltetési költségek. Ez alatt 1 darab LED-izzót, vagy 2 db kompakt fénycsövet, vagy 20 darab hagyományos izzót használunk el. (20 ezer órát kb. 20 év alatt világítanak az izzók.) A kiszámított adatokat táblázatba foglaljuk,
40 Ft/kWh elektromosenergia-árral számolunk.

A LED-izzók választása mellett két további szempont:

1. sokkal jobban „tűrik” a sűrű ki-be kapcsolást, mint a kompakt izzók,
2. a kompakt izzók gyártása és elhasználódásuk utáni megsemmisítése komolyan környezetszennyező.

Az elektromos teljesítmény kiszámolására feladatok:

https://learningapps.org/view4734529

https://learningapps.org/view2737520

Mennyit spórolunk?

http://www.okosdoboz.hu/feladatsor?id=1104

Energiatakarékosság a gyakorlatban (jó): https://energiakaland.hu/energiaotthon