Работа и мощность постоянного тока, закон Джоуля-Ленца

Работа источника связана с перемещением электрического заряда Q и зависит от ЭДС:

A = E∙Q

Так как Q = I∙ t, E = U+UBT, то A = (U+UBT)I∙t или A = U∙I∙t + UBТ ∙I∙t,

где U∙I∙t = А - работа, совершаемая источником на внешнем участке цепи,

UBТ ∙I∙t = АBT - потери энергии внутри источника.

Используя закон Ома для участка цепи, можно записать:

Мощность источника постоянного тока – работа иточника, которая совершается за единицу времени:

Мощность потребителей:

Единица мощности - ватт (Вт):

Единица электрической работы - джоуль (Дж):

На практике пользуются единицей мощности киловатт (кВт):

А энергию - (киловатт-час): .

Закон Джоуля-Ленца:

Количество теплоты, выделяемое в проводнике при прохождении электрического тока пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока.

[Дж]

На нагревании проводников электрическим током основаны устройства освещения, электронагревательных приборов, электрических печей и т.д. Во избежание перегрева проводов, обмоток электрических машин, электроаппаратов, установлены нормы допустимых значений силы тока и сечений проводов, которые приводятся в правилах устройства электроустановок.

Например, необходимо рассчитать сечение провода на допустимый ток. Если расстояние между источником электрической энергии и потребителем [м], то длина двух проводов - 2 [м]. Сопротивление проводов сечением S [м²] с удельным сопротивлением [Ом · м] равно: . Падение напряжения на проводах , тогда сечение проводов будет определяться по формуле , где дельта U – падение напряжения.