Закон Джоуля - Ленца

Электрический ток совершает на любом участке цепи определенную работу. Пусть имеется участок цепи, сопротивление которогоR, падение напряжение на концах U, сила тока I.По определению напряжения А - работа, совершаемая по перемещению единичного заряда от одного конца проводника к другому. За время t в цепи при силе тока I пройдет заряд q = I× t и поэтому работа электрического тока на этом участке цепи будет

Если при прохождении тока через данный проводник не совершается никакая работа и проводник неподвижен, а также нет никаких химических реакций, то вся работа тока превращается в количество теплоты Q. Согласно закону Ома U = I R, следовательно

Уравнение (8) выражает закон Джоуля-Ленца.

Правила Кирхгофа

В практике часто встречаются разветвленные цепи, т.е. цепи, состоящие из нескольких включенных параллельно, последовательно приборов, устройств или сопротивлений. Расчет таких цепей значительно упрощается, если пользоваться правилами, сформулированными Кирхгофом. Первое правило относится к узлам цепи. Узлом цепи называется точка, в которой соединяются более двух проводников. Будем считать, что токи, входящие в узел, положительны, а выходящие из него - отрицательны. Первое правило Кирхгофа гласит, что алгебраическая сумма токов в узле равна нулю:

(9)

Мысленно выделим теперь в разветвленной цепи какой-либо замкнутый контур.

К отдельным участкам этого контура можно применить закон Ома для участка цепи.

Можно показать, что для любого замкнутого участка цепи справедливо уравнение:

(10)

которое выражает второе правило Кирхгофа:для любого замкнутого контура сумма всех падений напряжений равна сумме всех электродвижущих сил в этом контуре. Уравнение (10) выполняется для всех замкнутых контуров, которые можно мысленно выделить в данной разветвлённой цепи.