51. Робата і потужність постійного електричного струму. Теплова дія ….

Потужність електричного струму — фізична величина, що характеризує швидкість передачі або перетворення електричної енергії. Потужність постійного струму

Оскільки значення сили струму і напруги постійні та рівні миттєвим значенням у будь-який момент часу, то потужність можна обчислити за формулою:

Для пасивного лінійного кола, у якому виконується закон Ома, можна записати: де R — електричний опір.
Якщо коло містить джерело ЕРС, то потужність електричного струму, що віддається ним або поглинається на ньому дорівнює: де - ЕРС.

Якщо струм всередині джерела живлення протинаправлений градієнту потенціалу (тече всередині джерела від плюса до мінуса), то потужність поглинається джерелом ЕРС з мережі (наприклад, при роботі електродвигуна або зарядці акумулятора), якщо співнаправлений (тече всередині джерела живлення від мінуса до плюса), то віддається джерелом у мережу (скажімо, при роботі гальванічної батареї або генератора). При обліку внутрішнього опору джерела ЕРС, потужність, що виділяється на ньому ( ) додається до потужності, що поглинається, або віднімається від потужності, що віддається.

Теплова дія струму виявляється у нагріванні провідника, по якому тече струм. Так, коли ви прасуєте, припаюєте деталь електричним паяльником, готуєте на електричній плиті, обігріваєте кімнату електричним нагрівником, то використовуєте побутові прилади, функціонування яких ґрунтується на тепловій дії електричного струму. Теплову дію електричного струму широко використовують не тільки в побуті, але й у промисловості та сільському господарстві, наприклад для зварювання, різання й плавлення металів, для функціонування теплиць та інкубаторів, сушіння зерна, готування сінажу тощо. У природі ми теж зустрічаємося з тепловою дією електричного струму: енергія, що виділяється під час блискавки, може спричинити лісову пожежу

Закон Джоуля — Ленца  — кількість теплоти, що виділяється струмом в провіднику, пропорційна силі струму, часу його проходження і падінню напруги.

, де I — сила струму, R — опір, t — час. Закон Джоуля-Ленца справедливий у межах застосованості закону Ома.

52. Взаємодія електричних струмів

Електромагні́тна взаємоді́я — найбільш досліджена з чотирьох фундаментальних фізичних взаємодій. Основними рівняннями електромагнетизму є рівняння Максвелла. Поширюється у формі електромагнітного поля, що складається з векторних безмасових квантів — фотонів. Магні́тне по́ле — складова електромагнітного поля, за допомогою якої здійснюється взаємодія між рухомими електрично зарядженими частинками. Магнітне поле - складова електромагнітного поля, яка створюється змінним у часі електричним полем, рухомими електричними зарядами або спінами заряджених частинок. Магнітне поле спричиняє силову дію на рухомі електричні заряди. Нерухомі електричні заряди з магнітним полем не взаємодіють, але елементарні частинки з ненульовим спіном, які мають власний магнітний момент, є джерелом магнітного поля і магнітне поле спричиняє на них силову дію, навіть якщо вони перебувають у стані спокою. Магнітне поле утворюється, наприклад, у просторі довкола провідника, по якому тече струм або довкола постійного магніту. Магнітне поле є векторним полем, тобто з кожною точкою простору пов'язаний вектор магнітної індукції який характеризує величину і напрям магнітого поля у цій точці і може мінятися з плином часу. Поряд з вектором магнітної індукції , магнітне поле також описується вектором напруженості .

У вакуумі ці вектори пропорційні між собою: , де k - константа, що залежить від вибору системи одиниць. В системі СІ, - так званій магнітній проникності вакууму. Деякі системи одиниць, наприклад СГСГ, побудовані так, щоб вектори індукції та напруженості магнітного поля тотожно дорівнювали один одному: . Однак у середовищі ці вектори є різними: вектор напруженості описує лише магнітне поле створене рухомими зарядами (струмами) ігноруючи поле створене середовищем, тоді як вектор індукції враховує ще й вплив середовища: де - вектор намагніченості середовища. Магні́тна інду́кція — векторна фізична величина, основна характеристика величини і напрямку магнітного поля. Вектор магнітної індукції зазвичай позначають латинською літерою . У системі СГС магнітна індукція поля вимірюється в гаусах (Гс), в системі СІ — в теслах (Тл). Лінії магнітної індукції - лінії, дотичні до яких направлені так само, як і вектор магнітної індукції в даній точці поля. Магнітні поля, так само як і електричні, можна зображати графічно за допомогою ліній магнітної індукції. Через кожну точку магнітного поля можна провести лінію індукції. Оскільки індукція поля в будь-якій точці має певний напрям, то і напрям лінії індукції в кожній точці даного поля може бути тільки єдиним, а значить, лінії магнітного поля, так само як і електричного поля, лінії індукції магнітного поля прокреслюють з такою густиною, щоб число ліній, що перетинають одиницю поверхні, перпендикулярної до них, було рівне (або пропорційно) індукції магнітного поля в даному місці. Тому, зображуючи лінії індукції, можна наочно представити, як міняється в просторі індукція, а отже, і напруженість магнітного поля по модулю і напряму.