Зарядка аккумуляторной батареи производилась 8 ч при напряжении 2,5 В и силе тока 4 А. Определите работу, совершённую электрическим током, при зарядке аккумулятора.

Для решения задачи требуется определить работу электрического тока, которая была совершена при зарядке аккумуляторной батареи. Работа электрического тока определяется через фундаментальную формулу:

A = U × I × t,

где:
− A — работа электрического тока (в джоулях, Дж),
− U — напряжение в цепи (в вольтах, В),
− I — сила тока (в амперах, А),
− t — время действия тока (в секундах, с).

Теоретические основы:

1. Работа электрического тока

Работа электрического тока — это физическая величина, которая характеризует количество энергии, переданной электрическим током за определённое время. В данном случае энергия, переданная током, используется для зарядки аккумуляторной батареи.

Электрическая работа связана с протеканием заряженных частиц через электрическую цепь под действием напряжения. Чем больше напряжение, сила тока и продолжительность работы, тем больше совершается электрическая работа.

2. Формула работы электрического тока

Работа электрического тока рассчитывается по вышеприведённой формуле:

A = U × I × t.

Разберём каждый компонент этой формулы:
− U (напряжение) — это разность потенциалов между двумя точками цепи. Напряжение показывает, сколько энергии переносится на единицу заряда; измеряется в вольтах.
− I (сила тока) — это количество заряда, проходящего через сечение проводника за единицу времени. Она измеряется в амперах.
− t (время) — это продолжительность действия электрического тока. В задачах время часто задаётся в часах, но для использования в формулах его нужно переводить в секунды, так как 1 час = 3600 секунд.

3. Единицы измерения

Работа электрического тока измеряется в джоулях (Дж). 1 джоуль равен работе, совершаемой силой в 1 ньютон при перемещении тела на расстояние 1 метр.

Напряжение измеряется в вольтах (В), сила тока — в амперах (А), а время — в секундах (с).

4. Перевод времени из часов в секунды

Если время задано в часах, его необходимо перевести в секунды, поскольку формула работы электрического тока требует времени в секундах. Для перевода времени из часов в секунды используется соотношение:

1 час = 3600 секунд.

Таким образом, если время зарядки аккумулятора составляет 8 часов, то его перевод в секунды будет:

t = 8 × 3600 = 28800 секунд.

5. Применение формулы

После перевода времени в секунды, можно подставить значения напряжения (U), силы тока (I) и времени (t) в основную формулу для вычисления работы. Полученное значение будет численно выражать количество энергии, которая была затрачена на зарядку аккумуляторной батареи; это именно та энергия, которая была передана заряженным частицам.

Заключение

Используя теоретические основы, можно рассчитать работу электрического тока, подставляя данные задачи в формулу $ A = U \times I \times t $, предварительно переводя время из часов в секунды.