Мощность в цепи переменного тока.

Активная мощность в цепи переменного тока - среднее значение мгновенной мощности P за период T : , где I - действующее (эффективное) значение силы тока; U - действующее (эффективное) значение напряже­ния; - сдвиг фаз между током и напряжением в цепи.

Действующим значением силы переменного тока называ­ется сила такого постоянного тока, при которой в данной цепи вы­деляется такая же мощность, как и при переменном токе. Анало­гично определяется действующее значение напряжения.

Реактивная мощность в цепи переменного тока находится из соотношения: , где I - действующее (эффективное) значение силы тока; U - действующее (эффективное) значение напряже­ния; - сдвиг фаз между током и напряжением в цепи. Реактивная мощность измеряется в вольт-амперах реактивных (ВАр).

Полная мощность в цепи переменного тока определяется , где I и U - действующие значения силы тока и напряжения соот­ветственно. Полная мощность переменного тока измеряется в вольт-амперах (ВА).

Полная, активная и реактивная мощности связаны соотношением .

Уравнения Максвелла.

1-ое: и ( (закон электромагнитной индукции))

2-ое:

3-ье: (Ф_B=0 магнитный поток через замкнутую поверхность)

4-ое: , - объемная плотность сторонних зарядов, D-вектор электрического смещения ( теорема Гаусса).

Потенциал. Связь потенциала и напряженности.

Потенциальная энергия электростатического взаимодей­ствия двух точечных (или сферических) зарядов определяется с точностью до некоторой постоянной: .

Потенциал - скалярная физическая величина, равная отноше­нию потенциальной энергии W положительного заряда q, поме­шенного в данную точку поля, к величине этого заряда: . Потенциал определяется с точностью до произвольной аддитивной постоянной. Для тел конечных размеров потенциал равный нулю удобно выбрать на бесконечности.

Потенциал поля точечного заряда определяется выражением: , где r - расстояние от заряда до данной точки поля. Работа сил электростатического поля при перемещении за­ряда q из точки с потенциалом в точку с потенциалом оп­ределяется выражением: , где - разность потенциалов.

При наличии только электростатических взаимодействии раз­ность потенциалов называется напряжением: .

Если поле создается несколькими неподвижными точечными зарядами, то потенциал поля системы электрических зарядов равен алгебраической сумме потенциалов, создаваемых каждым из зарядов в отдельности (принцип суперпозиции для потенциала: .

Связь между напряженностью и потенциалом электро­статического паля в декартовой системе координат име­ет вид: .

Знак «-» в выражении означает, что вектор напряженно­сти паля направлен в каждой точке в сторону наиболее быстро­го убывания потенциала.

Работа и мощность тока.

Известно несколько действий электрического тока: тепловое, световое, химическое и другие. В частности, при прохождении электрического тока по проводнику работа сил электрического поля расходуется на изменение внутренней энергии проводни­ка, то есть на его нагревание.

Закон Джоуля-Ленца: количество теплоты Q, которое выделается в проводнике сопротивлением R при протекании по не­му постоянного тока I при напряжении на концах проводника U за промежуток времени t, равно Q=UI t=I²R t=U² t/R.

Мощность электрического тока - работа тока за единицу времени: P=dA/dt=UI =I²R =U²/R.

Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме:

P_V=jE = E²,где Р_V - мощность, выделяемая в единице объема проводника в единицу времени (удельная тепловая мощность тока).