2.6. Работа и мощность постоянного электрического тока. Закон Джоуля-Ленца

Работа электрического тока рассчитывается по формуле

Мощностью называется работа, производимая (или потребляемая) в одну секунду. Мощность выражается следующими формулами

Если в формулах работы и мощности напряжение выражено в воль­тах, ток в амперах, сопротивление в омах и время — в секундах, то работа выражается в ватт-секундах (Вт•с), т. е. в джоулях (1 Дж = 1 Вт•с), а мощность — в ваттах (Вт).

Для прохождения тока через проводник источник электроэнергии за­трачивает некоторую энергию, которая превращается в теплоту, т. е. про­исходит нагрев проводника. Переход электрической энергии в тепловую отражает закон Джоуля-Ленца, или закон теплового действия тока.

2.7 Гальванический элемент

Гальванический элемент — химический источник электрического тока, названный в честь итальянского физика Луиджи Гальвани.

2.8 Аккумуляторы

Аккумулятором называется прибор, обладающий способностью на­капливать и сохранять в течение некоторого времени электрическую энергию в результате химических процессов.

2.9 Резисторы.

Пассивные элементы, включаемые в электрическую цепь и облада­ющие сопротивлением, называются резисторами. Резисторы широко применяются практически во всей электрической и электронной тех­нике.

Основным параметром резисторов, является их номинальное сопротив­ление, измеряемое в омах (Ом), килоомах (кОм) или мегаомах (МОм).

Помимо сопротивления резисторы характеризуются предельным рабочим напряжением, температурным коэффициентом сопротивле­ния и номинальной мощностью рассеяния.

2.10 Способы соединения и методы эквивалентного преоброзовония схем электрических цепей с резисторами

В электрических схемах часто имеют дело с последовательным, па­раллельным и смешанным соединением резисторов.

Под процессом определения эквивалентного (общего) сопротивления цепи понимают преобразование электрической цепи к упрощенному виду. Следовательно, цепь с любым числом последовательно, параллельно или смешанно включенных сопротив­лений можно заменить простой цепью с одним эквивалентным сопро­тивлением R_экв. После этого расчет цепи сводится к определению тока всей цепи по закону Ома.

Ток I, напряжение U и суммарное эквивалентное сопротивление R определяются в зависимости от способов соединения резисторов.

Последовательное соединение — соединение, при котором через все резисторы проходит один и тот же ток I,

Параллельное соединение — это такое соединение, при котором ко всем параллельно соединенным резисторам приложено одно и то же напряжение U

Если параллельно соединены два резистора, то характерна формула

Для параллельного соединения трех резисторов получим:

Если в цепь параллельно включены несколько резисторов с одина­ковым номинальным значением сопротивления, то формула примет вид:

где R — номинальное значение одного из резисторов, а п — число па­раллельно включенных (одинаковых по величине) резисторов.

Общий ток в цепи с параллельным соединением резисторов равен сумме токов во всех ветвях данной цепи:

Смешанное соединение — сочетание последовательного и парал­лельного соединений резисторов.

Преобразование электрической цепи со смешанным соединением ре­зисторов к одному эквивалентному сопротивлению показано на рис