Мощность переменного тока

Мгновенное значение мощности переменного тока равно произведению мгновенных значений напряжения и силы тока:

где U_m — амплитуда напряжения, I_m — амплитуда силы тока, U(t)=U_mcost, I(t)=I_mcos(t – ). Раскрыв cos(t – ), получим:

Практический интерес представляет не мгновенное значение мощности, а ее среднее значение за период колебания. Учитывая, что cos²  t= ¹/₂,

sin  t cos  t = 0, получим

Т. к. U_m сos  = RI_m поэтому

Такую же мощность развивает постоянный ток .

Величины

называются соответственно действующими (или эффективными) значениями тока и напряжения.

Учитывая действующие значения тока и напряжения, выражение средней мощности можно записать в виде

где множитель соs  называется коэффициентом мощности.

Последняя формула показывает, что мощность, выделяемая в цепи переменного тока, в общем случае зависит не только от силы тока и напряжения, но и от сдвига фаз между ними. Если в цепи реактивное сопротивление отсутствует, то cos =1 и P=IU. Если цепь содержит только реактивное сопротивление (R=0), то cos=0 и средняя мощ­ность равна нулю, какими бы большими ни были ток и напряжение.

Физические процессы в гидросфере

Пребывание одновременно в газообразном, жидком и твердом состояниях и абсолютная подвижность определили вездесущность воды, она про­низывает всю ГО и производит в ней разнообразную работу. Вода обладает способностью самоочищения: при прохождении через грунт она фильтру­ется; испаряется только чистая вода, все примеси остаются на месте. Но этот процесс идет до известного предела, загрязнение воды промышленны­ми отходами нередко переходит процесс самоочищения.

Воды гидросферы участвуют во всех влагооборотах на Земле — боль­шом, малом и внутриматериковом. Большой и малый влагообороты связа­ны между собой переносом водяного пара с океана на сушу и поверхност­ным и подземным стоком с суши на океан. При увеличении солености воды плотность возрастает. Плотность воды увеличивается при понижении температуры, при увеличе­нии испарения (так как увеличивается соленость воды), при образовании льда. С глубиной плотность растет, хотя и очень незначительно из-за мало­го коэффициента сжимаемости воды.

Плотность воды изменяется зонально от экватора к полюсам. На эква­торе плотность воды небольшая — 1022—1023 кг/м3, что обусловлено по­ниженной соленостью и высокими значениями температуры воды. К тропи­ческим широтам плотность воды возрастает до 1024—1025 кг/м3 из-за уве­личения солености воды вследствие повышенного испарения. В умеренных широтах плотность воды средняя, в полярных — увеличивается до 1026—1027 кг/м3 из-за понижения температуры.

Способность воды растворять газы зависит от температуры, солености и гидростатического давления. Чем выше температура и соленость воды, тем меньше газов может в ней раствориться.

В воде океанов растворены различные газы: кислород, углекислый газ, аммиак, сероводород и др. Газы попадают в воду из атмосферы, за счет реч­ного стока, биологических процессов, подводных вулканических изверже­ний. Наибольшее значение для жизни в океане имеет кислород. Он участву­ет в планетарном газообмене между океаном и атмосферой.