Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля - Ленца.

Работа и мощность электрического тока.

Работа электрического тока:
$$ \left.\begin{matrix} \ A=Uq \\ q=It \end{matrix}\right\}\Rightarrow A=IUt=I^2Rt=\frac{U^2}{R}t $$
$$ \boldsymbol{A=IUt=I^2Rt=\frac{U^2}{R}t} $$
Мощность электрического тока (работа в единицу времени):
$$ P=\frac{A}{t} = IU = I^2R = \frac{U^2}{R} $$
$$ \boldsymbol{P=\frac{A}{t} = IU = I^2R = \frac{U^2}{R}} $$
Иногда применяется внесистемная единица работы электрического тока - $\mathbf{кВт\cdot ч}$ (киловатт-час). $$ \mathbf{1\,кВт\cdot ч=3,6\cdot10^6\, Дж} $$
Закон Джоуля - Ленца.

Дж. Джоуль (1841—1843) Э. X. Ленц (1842—1843) независимо друг от друга экспериментально установили, что

В электрической цепи происходит преобразование энергии упорядоченного движения заряженных частиц в тепловую. Согласно закону сохранения энергии работа тока равна количеству выделившегося тепла.

Количество теплоты, выделившееся при прохождении электрического тока по проводнику, прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени, в течение которого шел ток:  $Q=I^2Rt$

Закон Джоуля - Ленца

В электрической цепи происходит преобразование энергии упорядоченного движения заряженных частиц в тепловую.

$\boldsymbol{Q=I^2Rt}$
Работа электрического тока в цепи, состоящей из последовательно и параллельно соединенных участков
Работа электрического тока в цепи, состоящей из последовательно соединенных участков, равна сумме работ на отдельных участках: $\boldsymbol{A=A_{1}+A_{2}+...+A_{n}}$

т.к.   $\boldsymbol{A=I^2Rt=I^2(R_1+R_2+...+R_n)\,t}$, то

Мощность электрического тока в цепи, состоящей из последовательно соединенных участков, равна сумме мощностей на отдельных участках:

$$\boldsymbol{P=P_1+P_2+...+P_n}$$ Т.к. силы тока во всех участках одинаковы, то: $$\boldsymbol{\frac{U_1}{R_1}=\frac{U_2}{R_2}=...=\frac{U_n}{R_n}}\textrm{, или}$$ $$\boldsymbol{U_1:U_2:...:U_n=R_1:R_2:...:R_n}$$ Для двух резисторов: $$\boldsymbol{\frac{U_1}{U_2}=\frac{R_1}{R_2}}\textrm{, - }$$ чем больше сопротивление, тем больше напряжение.
Работа электрического тока в цепи, состоящей из параллельно соединенных участков, равна сумме работ на отдельных участках: $\boldsymbol{A=A_{1}+A_{2}+...+A_{n}}$

т.к.$$\boldsymbol{A=\frac{U^2}{R}t=U^2(\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+...+\frac{1}{R_n})\,t}\textrm{, то}$$ Мощность электрического тока в цепи, состоящей из параллельно соединенных участков, равна сумме мощностей на отдельных участках: $$\boldsymbol{P=P_1+P_2+...+P_n}$$ Т.к. напряжения на всех участках одинаковы, то: $$\boldsymbol{I_1R_1=I_2R_2=...=I_nR_n}$$ Для двух резисторов: $$\boldsymbol{\frac{I_1}{I_2}=\frac{R_2}{R_1}}\textrm{, -}$$ чем больше сопротивление, тем меньше сила тока.