Учебное пособие: Електроємність. Конденсатори. Закони постійного струму

Важливою енергетичною характеристикою електричного струму є потужність Р (N). Потужність постійного струму чисельно дорівнює роботі струму за одиницю часу.

; /14/

Оскільки ЕРС джерела струму дорівнює роботі, що виконується джерелом при перенесенні одиниці заряду по всьому колу, то при постійному струмі I за час t виконується робота

; /15/,

А потужність джерела струму :

/16/

Потужність споживачів називають корисною :

.

Відношення корисної потужності до загальної потужності джерела струму визначає ККД джерела струму:

; /17/

При проходженні струму по нерухомому провіднику впорядкований рух зарядів буде непрямолінійний - заряди взаємодіють з частинками провідника і віддають їм частину своєї енергії. Тому внутрішня енергія провідника буде збільшуватись, провідник нагріватиметься.

Вивчаючи теплову дію струму, англійський вчений Д.Джоуль і російський Е.Ленц відкрили закон, який формулюється так

Кількість теплоти Q, що виділяється в провіднику при проходженні в ньому постійного струму, прямо пропорційна квадрату сили струму , опору провідника R і часу проходження струму, тобто:

/18/

Закон Джоуля-Ленца випливає із закону збереження енергії :

В СІ робота постійного струму, теплота вимірюється в джоулях, а потужність в ватах. На практиці використовують позасистемну одиницю роботи та енергії струму:

УЗАГАЛЬНЕНИЙ ЗАКОН ОМА. НАПРУГА НА КЛЕМАХ ДЖЕРЕЛА СТРУМУ

Розглянемо закон Ома для неоднорідної ділянки кола, тобто такої ділянки, в якій діє ЕРС джерела струму (рис.4)

Рис.4

ЕРС на ділянці 1-2 позначимо через , а прикладену на кінцях ділянки кола різницю потенціалів через .

Якщо струм проходить по нерухомим провідникам ділянки кола 1-2, то на основі закону збереження і перетворення енергії робота всіх сил (сторонніх і електростатичних) дорівнює теплоті dQ, що виділяється на цій ділянці кола. Згідно (12) і (13) :

.

Оскільки

,

то