5.5. Мощность тока

Рассмотрим произвольный участок цепи постоянного тока. К этому участку приложено напряжение . Через каждое сечение проводника данного участка за время проходит заряд . Это равносильно переносу заряда за время с одного конца проводника до другого. Электростатические и сторонние силы совершают работу по переносу заряда , равную

(7.13)

С учетом формулы для напряжения:

(7.3)

мощность, развиваемая током на том же участке, равна

(7.14)

На выделенном участке цепи мощность может расходоваться

1) на совершение работы над внешними телами при перемещении участка цепи в пространстве;

2) на протекание химических реакций;

3) на нагревание данного участка.

Средняя мощность результирующей силы при движении носителя тока с зарядом , который движется с направленной скоростью , равна

Мощность тока плотности , развиваемая в объеме проводника с концентрацией носителей тока , равна

Удельная мощность тока в расчете на единицу объема проводника равна

(7.15)

5.6. Закон Джоуля-Ленца

Рассмотрим неподвижный проводник первого рода с сопротивлением . Проводник образует однородный участок цепи, где напряжение равно падению электрического потенциала: , и справедлив закон Ома: . Протекание тока в нем не сопровождается химическими реакциями и работой над внешними телами. Поэтому работа тока затрачивается на увеличение внутренней энергии проводника, то есть на нагревание проводника. Выразим это количество теплоты: