Работа и мощность тока

Внешнее электрическое поле совершает работу над зарядами проводника. Если на концах участка проводника приложено напряжение u, то работа по переносу заряда на этом участке равна A=qu

Т.к. q=it, где t — время, то

A=iut (17.12)

Используя закон Ома (17.7), можно также получить

(17.13)

Сталкиваясь с частицами проводника, носители тока передают им свою энергию, которую они получают от поля. Поэтому работа электрического поля над зарядами переходит во внутреннюю энергию атомов проводника, т.е. происходит нагревание проводника. Выделяющееся тепло Q равно работе

(17.14)

Эта формула носит название Джоуля-Ленца.

Из формулы (17.14) можно получить выражение, характеризующее выделение тепла в различных местах проводника. Для этого, рассматривая малый объем проводника (Рис. 17.4), находим , где .

Количество, выделяющееся в единице объема за единицу времени, называют удельной мощностью тока w, которая равна с учетом (17.9)

(17.15)

Эта формула выражает закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме.