ЭДС и напряжение в электрической цепи. Электродвижущая сила. Энергия и мощность электрического тока. Баланс мощностей
Источник электрической энергии осуществляет направленное перемешены электрических зарядов по всей замкнутой цепы (рис. 1.6).
Энергия 
, которую затрачивает или может затратить источник на перемещение единицы положительного заряда по всей замкнутой цепи, характеризует электродвижущую силу источника 
(ЭДС):
Энергия, затраченная на перемещение единицы положительного заряда на каком-либо участке замкнутой цели, характеризует напряжение или падение напряжения на этом участке (внутреннем или внешнем):
Для того чтобы поддерживать ток в цепи достаточно долго, необходимо осуществить движение зарядов по замкнутой траектории. Следовательно, в замкнутой цепи должны быть участки, на которых носители заряда будут двигаться против сил электростатического поля, то есть от точек с меньшим потенциалом к точкам с большим потенциалом. Это возможно лишь при наличии неэлектрических сил, называемых сторонними силами.
Физическая величина, равная работе сторонних сил при перемещении единичного заряда на данном участке цепи, называется электродвижущей силой (ЭДС), действующей на этом участке:
где 
— ЭДС, В
В замкнутой электрической цепи источник затрачивает электрическую энергию 
на перемещение единицы положительного заряда по всей замкнутой цени, т.е. на внутреннем и внешнем участках (рис. 1.7). ЭДС источника определяется выражением.
Энергия, затраченная источником, равна
где 
Энергия источника расходуется на потребители (полезная энергия):
А на внутреннем сопротивлении источника (потери):
Из закона сохранения энергии следует:
Скорость преобразования энергии определяет электрическую мощность элементов электрической цепи:
Обозначается электрическая мощность буквой 
, а единицей электрической мощности является ватт, другими словами, 
(Ватт).
Мощность источника электрической энергии определяется выражением
Мощность потребителя, т.е. полезная, потребляемая мощность, будет равна
Если воспользоваться законом Ома для участка электрической цепи, то полезную мощность можно определить следующим выражением:
Единицей измерения электрической энергии является
Коэффициент полезного действия электрической цепи 
определяется отношением полезной мощности (мощности потребителя) ко всей затраченной мощности (мощности источника)
В любой электрической цепи должен соблюдаться энергетический баланс — баланс мощностей: алгебраическая сумма мощностей всех источников равна арифметической сумме мощностей всех приемников энергии: 
.
Рассмотрим схему электрической цепи, изображенную на рисунке 1.8.
Составим уравнение баланса мощностей для дан
В левой части равенства слагаемое берется со знаком «+» если 
и 
совпадают по направлению и со знаком если не совпадают. Баланс мощностей используют для проверки правильности расчета электрических цепей.
Эта страница взята со страницы лекций по предмету теоретические основы электротехники (ТОЭ):
Предмет теоретические основы электротехники
Возможно эти страницы вам будут полезны:
| Электрическое поле. Характеристики электрического поля |
| Действие тока: тепловое, химическое, магнитное |
| Закон Ома. Электрическое сопротивление. Закон Джоуля-Ленца |
| Электрическая цепь и ее элементы |
