Токтың жұмысы мен қуаты. Джоуль-Ленц заңының дифференциалдық және интегралдық түрлері.

Ток күшінің жұмысы және қуаты

Тізбектің біртекті бөлігімен ток жүргенде электр өрісі жұмыс атқарады. Δ t уақытта тізбекпен Δ q = I Δ t заряд ағып өтеді. Қарастырып отырған бөліктегі электр өрісі атқарған жұмыс

Δ A = (φ₁ – φ₂) Δ q = Δφ₁₂ I Δ t = U I Δ t, (7.19)

мұндағы U = Δφ₁₂ – кернеу. Бұл жұмысты электр тогының жұмысы деп атайды.

Егер тізбектің біртекті бөлігіне арналған RI = U формуласының екі жағын да I Δ t- ға көбейтсек, онда R I ² Δ t = U I Δ t = Δ A қатынасын аламыз. Бұл қатынас біртекті тізбек үшін энергияның сақталу заңын білдіреді.

Кедергісі R қозғалмайтын өткізгіш бойымен ағып өтетін I электр тогының ΔA жұмысы өткізгіштен бөлінетін ΔQ жылуға айналады:

Q = Δ A = R I ² Δ t. (7.20)

Ток жұмысының жылуға айналу заңын бір-біріне тәуелсіз тәжірибе жүзінде Дж. Джоуль және Э. Ленц тағайындағандықтан, оны Джоуль–Ленц заңы деп атайды.

Электр тогының қуаты деп Δ t уақытта атқарылған Δ A жұмысқа тең шаманы айтады:

(7.21)

БХЖ электр тогының жұмысы – Джоульмен (Дж), ал қуат –Ватпен (Вт) өлшенеді.

Сыртқы тізбектегі бөлінетін энергия, толығымен немесе жартылай тек жылуға ғана емес, энергияның басқа да түрлеріне, мысалы, электрдвигателі атқаратын механикалық жұмысқа айналуы мүмкін. Ток көзінің толық қуаты, яғни, бөгде күштердің бірлік уақытта атқаратын жұмысы келесі түрде анықталады:

. (7.23)

Сыртқы тізбектегі бөлінетін қуат

.. (7.24)

Осыдан, ток көзінің пайдалы әсер коэффициентін келесі өрнекпен анықтаймыз: