Работа и мощность. Закон Джоуля – Ленца.

Рассмотрим участок цепи, не содержащей ЭДС (рис. 11.7). На этом участке приложена разность потенциалов , где φ₁ и φ₂ – электрические потенциалы в начальном и конечном сечении проводника.

За некоторый промежуток времени через участок пройдет заряд

q = I · t

При этом силы электрического поля совершают работу по переносу заряда q от точки с более высоким потенциалом к точке с более низким потенциалом:

используя (11.2.1)

.

Если на участке цепи находится источник тока, то при переносе заряда работу совершают как силы электростатического поля, так и сторонние силы:

.

В случае замкнутой цепи, полное падение напряжения равно нулю во всей цепи, поэтому

.

Работа, совершенная за единицу времени называется мощность Р.

Для участка цепи мощность тока:

.

Мощность, выделяемая во внешней цепи:

.

Как показывает опыт, проводник, по которому течет ток нагревается и в нем выделяется некоторое количество теплоты Q. Если при этом не возникает никаких других форм энергии (например, нет химических превращений, совершаемых током), то по закону сохранения энергии

А=Q.

Следовательно,

Данное соотношение выражает закон Джоуля – Ленца в интегральной форме.

Глава 12.Магнитное поле в вакууме