Краткая теория. В повседневной жизни мы постоянно пользуемся источниками электрической энергии и редко задумываемся об их оптимальном использовании

В повседневной жизни мы постоянно пользуемся источниками электрической энергии и редко задумываемся об их оптимальном использовании. Мы присоединяем к источникам электрического тока бытовые электроприборы, различные электродвигатели и т. п. Все эти элементы называются общим словом - нагрузкой. Нагрузка обладает некоторым электрическим сопротивлением R и потребляет электрический ток силой I (рис. 1).

Рис.1. Электрическая цепь с внешней нагрузкой

Нагрузка является внешней частью электрической цепи, но есть еще и внутренняя часть цепи - это сам источник тока с его внутренним сопротивлением r. По источнику тока протекает тот же ток I и выделяется некоторая мощность, приводящая к его нагреванию.

Источник тока с электродвижущей силой ε создает в замкнутой цепи ток, сила которого определяется законом Ома:

(1)

При протекании тока по замкнутой цепи на сопротивлениях R и rвыделяется тепловая энергия, мощность которой определяется законом Джоуля - Ленца. Мощность, выделяемая во внешнем сопротивлении Р_е, - носит название внешней и часто является полезной мощностью.

. (2)

Мощность, выделяемая во внутреннем сопротивлении P_i - внутренняя мощность. Она чаще всего расходуется бесполезно - тепло рассеивается в пространстве.

. (3)

Полная мощность источника тока Р есть сумма внутренней и внешней мощности.

(4)