Дія всіх відомих нам електричних приладів відбувається за рахунок електричної енергії. У результаті цього одержуємо світло, теплоту, звук, механічний рух, тобто різні види енергії.

Усе це приклади роботи електричного струму. У всіх цих випадках електрична енергія перетворюється в інший вид енергії (світлову, теплову, магнітну, хімічну). 

Електричне поле, створюючи впорядкований рух заряджених частинок у провіднику, виконує роботу, яку прийнято називати роботою струму.

Робота електричного струму А — фізична величина, що характеризує зміну електричної енергії струму — перетворення її на інші види.

Одиниця роботи електричного струму — джоуль, 1 Дж.

У побуті й техніці використовують також позасистемну одиницю — кіловат-годину (кВт · год), 1 кВт · год = 3,6 · 106 Дж.

Якщо розглядати зовнішню ділянку електричного кола, то робота струму визначається як A = qU = UIt, де q — заряд, що пройшов через поперечний переріз провідника за час t, U — електрична напруга на ділянці кола, I — сила струму в ній.

Потужність електричного струму Р — фізична величина, що характеризує здатність електричного струму виконувати певну роботу й вимірюється роботою, виконаною за одиницю часу. 

За будь-якого з’єднання споживачів загальна потужність струму в усьому колі дорівнює сумі потужностей окремих споживачів. 

Вимірюючи потужність струму в споживачі, ми визначаємо його фактичну потужність. Потужність, яку зазначено в паспорті електропристрою (або на пристрої), називають номінальною потужністю.

Кожен із вас бачив електролічильник, а дехто навіть знімав його покази.

Яку фізичну величину вимірює цей прилад?

Аналіз фізичної проблеми. Розв’язати задачу можна двома способами:

1) обчислити потужність, яку споживає кожний резистор, а потім знайти суму отриманих потужностей;

2) визначити загальну силу струму в ділянці й, знаючи загальну напругу, обчислити загальну потужність усіх резисторів.

Задача 2. Електровоз рухається рівномірно зі швидкістю 16 мс. Двигун розвиває силу тяги 300 кН. Визначте ККД двигуна, якщо напруга в електромережі 3 кВ, сила струму, яку споживає двигун, — 2 кА.

Аналіз фізичної проблеми. ККД показує, яку частину роботи, виконуваної струмом, що тече в обмотці електродвигуна, становить корисна робота (механічна робота з переміщення електровоза). ККД знайдемо, використавши формулу для розрахунку механічної роботи і роботи струму.

1. За якою формулою обчислюють роботу електричного струму? 2. Назвіть відомі вам одиниці роботи електричного струму. 

3. Як вимірюють роботу електричного струму?

4. Що називають потужністю електричного струму? 

5. За якою формулою можна обчислити потужність струму? 

6. Що називають номінальною потужністю електричного пристрою? 

7. Що таке фактична потужність електричного пристрою?

1. Користуючись показами електролічильника (див. рисунок), визначте витрачену електроенергію та обчисліть її вартість за тарифом 1,68 грн за 1 кВт · год.

2. Згідно з Державним стандартом якості електроенергії в Україні, зміна номінальної напруги в оселі не повинна перевищувати ±10 % від напруги 220 В. У яких межах має бути напруга у вашій оселі?

3. Доведіть, що 1 В · А · с = 1 Дж.

4. Обчисліть роботу, яку виконає електричний струм за 15 хв роботи електродвигуна дитячої іграшки, якщо напруга на двигуні становить 10 В, а сила струму в обмотці двигуна — 0,8 А.

5. Два провідники опорами 10 і 25 Ом увімкнено до мережі, напруга в якій дорівнює 100 В. Визначте, яку роботу виконає електричний струм у кожному провіднику за 5 хв, якщо провідники з’єднати: а) паралельно; б) послідовно.

6. Визначте силу струму, яку споживає електродвигун підіймального крана, якщо вантаж масою 1 т кран підіймає на висоту 19 м за 50 с. ККД електродвигуна становить 80 %, напруга на клемах — 380 В.

7. Дві електропечі, спіралі яких мають однакові опори, спочатку ввімк нули в мережу послідовно, а потім паралельно. У якому випадку електропечі споживали більшу потужність і в скільки разів?