2. Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля-Ленца.

При перемещении заряда q по проводнику кулоновские силы совершают работу:

где I – сила тока в цепи, U – падение напряжения на проводнике, t – время прохождения тока по проводнику, R – сопротивление проводника.

В SI (джоуль).

Мощность постоянного электрического тока:

В SI (ватт).

Закон Джоуля-Ленца: если по активному сопротивлению идет ток, то количество теплоты, выделившееся в однородном проводнике, пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени, в течение которого идет ток: (рационально применять для последовательного соединения проводников, т.к. сила тока во всех участках цепи одинакова).

Для параллельного соединения рационально: .

3. Кпд источника тока (для решения задач).

Коэффициент полезного действия (КПД) η – это величина, равная отношению полезной работы к затраченной:

.

Полезная работа: .

Затраченная работа источника тока – работа сторонних сил: .

Закон Ома для полной цепи: , тогда

,

где , или напряжение на полюсах источника тока.

4. П оследовательное соединение проводников (для решения задач).

1. Сила тока в проводниках одинакова: ;

2. При последовательном соединении провод­ников напряжение на каждом из них пропорционально его сопротивлению: ;

3. Напряжение на концах участка цепи с последовательно соединенными проводниками равно сумме напряжений на отдельных проводниках: ;

4. При последовательном соединении проводников их сопротивления складываются: ;

5. Для п одинаковых проводников: .

6. Для измерения силы тока амперметр включается в цепь последовательно с тем потре­бителем, силу тока в котором следует измерить, и через ам­перметр проходит весь измеряемый ток.

5. Параллельное соединение проводников (для решения задач).

1. Напряжение на всех проводниках одинаково: ;

2. При параллельном соединении проводни­ков силы тока в отдельных проводниках обратно пропорцио­нальны их сопротивлениям: ;

3. Сила тока в неразветвленном участке цепи (узле) равна сумме сил токов в отдельных параллельно соединенных сопротивлениях:

4. Величина, обратная общему сопротив­лению параллельного соединения проводников, равна сумме величин, обратных сопротивлениям отдельных проводников: ;

5. Для двух проводников: ;

6. Для п одинаковых проводников: ;

7. Для измерения напряжения на участке цепи к ней парал­лельно подключают вольтметр. Напряжение на вольтметре будет совпадать с напряжением на участке цепи.

15