Енергія та потужність в електричному колі.

Система заряджених тіл є носієм визначеного запасу енергії. Ця енергія надається системі зовнішніми джерелами енергії в процесі утворення зарядів і може бути знову повернена джерелам або перетворена в інші види енергії при зменшенні зарядів. Робота, яка виконується силами електричного поля при перенесенні заряду q на шляху dl провідника, (рис 1.17) дорівнює

(1.40)

Рівність (1.40) можна представити ще так: dA = udq. Враховуючи, що , одержимо:

тут u, i – можуть виступати як постійні і змінні величини.

Повну роботу на шляху а-b провідника одержимо після інтегрування рівності (1.40) в межах від а до b:

.

Ураховуючи, що для кіл постійного , і пропускаючи індекси, отри­маємо:

На основі закону зберігання енергії можна стверджувати, що вся електромагнітна енергія джерела йде на теплову енергію в провіднику. Позначивши електромагнітну енергію в провіднику (опорі) літерою W можемо записати, що W = A. Остаточно для кіл постійного струму значення енергії за час і знаходять за рівністю:

(1.43)

Швидкість зміни електромагнітної енергії в часі (швидкість її генеруван­ня в генераторах, запасання в нагромаджувачах енергії, конденсаторах, індук­тивних котушках, швидкість перетворення її в механічну роботу в електро­двигунах тощо) є її потужністю. Отже,

(1.44)

ураховуючи (1.41), одержимо:

Для кіл постійного струму потужність можна отримати ще так:

.

Ураховуючи співвідношення між U та I в резистивному опорі r (рис.1.7) можемо записати формули потужності постійного електричного струму:

(1.46)

Одиницею вимірювання потужності є ват (Вт):

Кратними одиницями є кіловат (1кВт=10³Вт) і мегават (1МВт=10⁶Вт=10³кВт).

Одиницею вимірювання електричної енергії є ват - секунда, або кіловат - година:

Кратними одиницями є ват-година (1 Вт∙ г = 3600 Вт∙ с); кіловат-година (1 кВт∙ г = 3, 6∙ 10⁶ Вт∙ с). Одна кіловат-година – це робота, яка виконується протягом 1 години, якщо потужність генератора чи приймача становить 1 кВт.