.Е.А.
Царева
Раздел
3. Электрический
ток
3.9. Работа
и мощность
электрического
тока.
Закон Джоуля Ленца
Чтобы подсчитать работу электрического тока, вспомним определение напряжения (3.3):
.
Следовательно, работа электрического тока равна:
Электрический
заряд можно
выразить
через силу
тока и время
его
протекания:
, тогда
получим:
.
Таким образом, работа электрического тока равна произведению силы тока на напряжение и время протекания тока по цепи.
Мощность
равна
отношению
совершенной
работы ко
времени, в
течение
которого эта
работа была
совершена.
Следовательно,
мощность
равна:
.
Проводник, по которому протекает электрический ток, нагревается.
Русский ученый Ленц и английский ученый Джоуль, изучая на опыте тепловое действие тока, независимо друг от друга установили закон, согласно которому количество теплоты, выделяющееся в проводнике, прямо пропорционально квадрату тока, проходящего по проводнику, сопротивлению проводника и времени, в течение которого поддерживается неизменный ток в проводнике. А именно:
.
Этой формулой удобно пользоваться при расчете количества теплоты, которое выделяется в проводниках при последовательном соединении, так как в этом случае ток во всех проводниках один и тот же. Поэтому при последовательном соединении нескольких проводников в каждом из них выделяется количество теплоты, пропорциональное сопротивлению проводника.
При параллельном соединении проводников ток в них различен, напряжение же на концах этих проводников одно и то же. Расчет количества теплоты при таком соединении удобнее вести по формуле:
.
Эта формула показывает, что при параллельном соединении в каждом проводнике выделяется количество теплоты, обратно пропорциональное сопротивлению проводника.