Keseimbangan daya dalam rangkaian listrik
Berdasarkan Hukum Joule-Lenz kerja yang dilakukan oleh arus searah dalam hambatan,
Jika konverter lain dari energi elektromagnetik menjadi energi mekanik atau kimia atau bentuk energi lainnya (motor listrik, baterai pengisi daya, dll.) Termasuk dalam cabang yang dipertimbangkan alih-alih resistor, pekerjaan yang dilakukan oleh arus selama waktu t dapat dihitung dalam jika tegangan konverter diketahui.
Dalam hal ini, rumus Joule-Lenz mengambil bentuk yang berbeda:
Pada arus searah, daya yang disuplai ke bagian rangkaian dengan resistansi r diberikan oleh ungkapan:
di mana I, U dan r mempertahankan arti yang sama seperti dalam rumus Joule-Lenz.
Daya yang dikonsumsi di seluruh rangkaian eksternal dan daya yang disuplai oleh generator adalah sama. Daya yang dikembangkan oleh generator selalu lebih besar dari yang diberikan generator ke rangkaian eksternal, karena sebagian daya dihabiskan untuk menutupi kerugian di dalam generator itu sendiri.
Ekspresi kesetimbangan daya untuk loop tertutup tunggal yang berisi generator dengan ggl E dan resistansi internal ri dan resistor dengan resistansi r dapat diperoleh dari persamaan Kirchhoff.
Untuk sirkuit ini
Jika kedua sisi persamaan ini dikalikan dengan arus pada rangkaian, maka persamaan yang dihasilkan akan mewakili keseimbangan daya pada rangkaian tersebut
Daya yang dikembangkan oleh generator sama dengan jumlah daya yang hilang di dalam generator dan diberikan ke sirkuit eksternal. P0 = EI adalah daya yang dikembangkan oleh generator, Pe = UI = I2r adalah daya yang diberikan generator ke rangkaian eksternal, dan Pi - I2ri adalah daya yang hilang di dalam generator itu sendiri.
Saat memilih arah arus positif yang sama melalui terminal I ujung ganda dan tegangan terminal ujung ganda U, daya yang dikonsumsi oleh kedua terminal, yaitu antarmuka pengguna produk, harus positif. Jika pada saat yang sama ternyata antarmuka pengguna produk negatif, ini berarti perangkat dengan dua terminal tidak mengkonsumsi energi elektromagnetik, tetapi sebaliknya, itu adalah generator energi elektromagnetik dan memberikan energi ini ke sirkuit listrik.
Jika dalam rangkaian listrik sejumlah perangkat dengan dua terminal memancarkan energi elektromagnetik ke rangkaian, yang lain menyerap energi ini. Dalam rangkaian arus searah, tidak ada akumulasi energi elektromagnetik yang dapat terjadi. Oleh karena itu, jumlah daya yang dikonsumsi dalam jaringan dua terminal pasif dan daya yang hilang di dalam generator harus sama dengan jumlah aljabar daya yang dikembangkan oleh semua generator, yaitu. jumlah produk EkIk dari semua generator yang bekerja di sirkuit:
dimana n - jumlah cabang dalam rantai.
Persamaan keseimbangan yang diperoleh untuk rangkaian sederhana yang berisi satu generator dapat ditulis ulang dengan menyatakan daya yang dikonsumsi pada rangkaian eksternal sebagai daya yang dinyatakan oleh generator dan daya yang hilang di dalam generator:
