Мощность тока

Рассмотрим неоднородный участок цепи постоянного тока, к концам которого приложено напряжение U (рис.2.4). За время t через каждое сечение проводника проходит заряд:

. (2.10)

Это равносильно тому, что заряд q переносится за время t из одного конца проводника в другой. При этом электростатическое поле и сторонняя сила, действующая на данном участке, совершают работу:

. (2.11)

Подставив в данную формулу выражение (2.7), получим:

. (2.12)

Мощностью называется работа электрического тока, произведенная в единицу времени

(2.13)

Из выражений (2.10) и (2.11) следует, что мощность, развиваемая током на неоднородном рассматриваемом участке цепи (рис.2.4), равна:

(2.14)

.

Из выражения (2.13) при можно выразить мощность источника тока, которая будет называться полной (затраченной) мощностью (рис 2.3):

. (2.15)

С учетом законов Ома это выражение можно представить в нескольких эквивалентных формах:

(2.16)

. (2.17)

Из выражения (2.16) следует:

, (2.18)

где , (2.19)

. (2.20)

Коэффициентом полезного действия источника тока называется физическая величина, определяемая отношением полезной мощности источника тока к полной мощности:

КПД = (2.21)

Если ток проходит по неподвижному проводнику, то вся работа тока идет на нагревание проводника:

(2.22)

Выражение (2.21) представляет собой закон Джоуля–Ленца.