Робота електричного струму: загальна характеристика, формула, практичне значення

Відео: Змінний струм. Звідки береться синусоїда?

З курсу фізики відомо, що однією з характеристик будь-якого тіла є його здатність виконувати роботу, так як остання представляє нічим іншим, як перетворення одного виду енергії в інший (наприклад, потенційної в кінетичну). При цьому слід враховувати знаменитий закон збереження енергії, сформульований ще в XVIII столітті М.В. Ломоносовим, згідно з яким енергія ніколи і нікуди не зникає, вона лише видозмінюється, приймає іншу форму. Все вищесказане в рівній мірі відноситься не тільки до твердих тіл, але і до інших видів матерії, в тому числі і до електричного струму.

Електричний струм, як вже давно було доведено, - це спрямований рух заряджених частинок. Пересуваючись по певної ділянки ланцюга, ці частинки формують електричне поле, яке здійснює роботу. Робота електричного струму - це та кількість енергії, який необхідно витратити, щоб перенести заряд по даній електричного кола. При цьому далеко не вся робота струму корисна і ефективна. Досить помітна частина енергії витрачається на те, щоб електричний заряд подолав опір елементарних частинок, що знаходяться в провіднику і в джерелі ланцюга.

Робота електричного струму, формула якої, як випливає з вище наведеного тексту, А = U•Q, є найважливішою характеристикою цього виду матерії. У цій формулі U є різниця потенціалів (напруга) на ділянці ланцюга, а Q - кількісне вираження заряду, що переноситься по даній ділянці.

Однак сама по собі робота електричного струму не уявляла б особливого інтересу, якби не була знайдена закономірність, яка пов`язала цю роботу і кількість виділеної при цьому теплової енергії. Цю закономірність практично одночасно відкрили два відомих фізика - Ленц і Джоудов Прескотт, тому і закон в науковому співтоваристві отримав найменування «закону Джоуля-Ленца». Згідно з цим законом, виходить, що кількість (або потужність) тепла, яке виділяється в певному обсязі при протіканні через нього заряджених частинок, знаходиться в прямій залежності від твору напруженості поля на щільність викликаного через дану ділянку електричного струму. Даний закон має величезне значення для розрахунку втрат електроенергії при її передачі по проводах на великі відстані.

Відео: Ампер-година

Робота електричного струму безпосередньо пов`язана з іншою найважливішою величиною - потужністю. під потужністю струму у фізиці розуміють кількісну характеристику перетворення і швидкості передачі електричної енергії. Потужність вимірюється в кіловат-годинах, в той час як робота електричного струму - в джоулях.

Для отримання максимальної потужності струму від того чи іншого джерела необхідно враховувати характеристики цього джерела, а також те, що опору внутрішньої і зовнішньої ланцюга повинні бути порівняні один з одним, в іншому випадку вся вироблена робота піде на подолання різниці в опорах.

Робота електричного струму є найважливішою фізичною характеристикою, яку необхідно враховувати практично у всіх галузях промисловості, а також при виробництві та передачі енергії на значні відстані.