Рассмотрим такие понятия, работа и мощность электрического тока. Под действием химических сил в первичных элементах и аккумуляторах или, как говорят, в результате действия ЭДС (Е) в источнике питания, замкнутом на внешнюю цепь, непрерывно происходит разделение электрических зарядов. Работа (обозначение А) перемещения электрического заряда q, совершаемая за время t в источнике питания согласно схемы:
химическими (или другими неэлектрическими) силами, согласно формуле F = Fl = Eql, будет:
А = Eq.
Имея в виду, что
q=It,
выразим работу или электрическую энергию (W), полученную за счет преобразования, например, химической энергии:
А = W = EIt.
По закону сохранения энергии полученная электрическая энергия за это же время «расходуется» (т.е. преобразуется в другие виды энергии) в участках электрической цепи.
Работа по перемещению заряда во внешнем участке цепи, т.е. в приемнике (обозначение А) будет равна электрической энергии W1, преобразуемой в приемнике в другие виды энергии, и согласно формулы U = A/q
A=Uq=W1
или
W1=UIt
где U = UAB — напряжение на внешнем участке цепи АБ, равное напряжению на зажимах источника питания (когда из текста или схемы ясно, какое напряжение на внешнем участке имеется в виду, то индексов (АБ) можно не ставить). Другая часть энергии Wo «теряется» (преобразуется в тепло) внутри источника. По закону сохранения энергии
W0 = W — W = (E — U) It
или
W0=U0It,
где Uо представляет собой разность между ЭДС и напряжением на зажимах генератора и называется внутренним падением напряжения. Таким образом,
U0 = E — U,
откуда
E = U + U0,
т.е. ЭДС генератора равна сумме напряжения на зажимах генератора и внутреннего падения напряжения.
Величина, характеризующая скорость, с которой происходит преобразование энергии, или скорость, с которой совершается работа, называется мощностью (обозначение Р). Таким образом, мощность есть отношение произведенной работы ко времени, в течение которого она совершалась, т. е.
Р = A/t.
Величина, характеризующая скорость, с которой химическая или другая энергия преобразуется в источнике питания в электрическую, называется мощностью генератора
P = EIt/t = EI.
Величина, характеризующая скорость, с которой происходит преобразование электрической энергии в потребителе в другие виды энергии, называется мощностью потребителя
Р = UIt/t = UI.
Мощность, характеризующая непроизводительный расход электрической энергии, например внутри генератора, называется мощностью потерь
Р = UI.
Pг = P + P0
По закону сохранения энергии мощность генератора равна сумме мощностей потребителя и мощности потерь в генераторе, т.е.
P = P + P0
Если в электрической цепи несколько генераторов и потребителей, то
Рг = ЕР + ЕР0.