Постійний електричний струм. Робота і потужність.
Постійний струм — електричний струм, незмінний в часі.
Необхідно відзначити деяку некоректність терміну постійний струм: насправді для постійного струму незмінним є перш за все значення напруги (вимірюється у вольтах), а не значення струму (вимірюється в Амперах), хоча значення струму також може бути незмінним. Тому термін постійний струм слід розуміти як постійну напругу. Далі використовуватимемо термін саме в цьому значенні.
Використання терміну постійний струм (так само, як і змінний струм) підкреслює «силовий» характер даного сигналу, тобто це електричний сигнал, що передає потужність, призначений для живлення електричних пристроїв. У інших значеннях використовують точніші терміни: напруга, сигнал тощо
Нерідко цим терміном називають також електричний струм, який з часом може і змінюється за величиною, але не змінюється за напрямом (наприклад, пульсуючий електричний струм). Останнє обумовлюється можливістю розкладу одержуваного сигналу в ряд Фур'є, у якого постійна складова буде не нульова.
Постійний струм широко використовується в техніці: живлення переважної більшості електронних схем виконується постійним струмом. Змінний струм використовується переважно для зручнішої передачі від генератора до споживача. Перетворення постійного струму в змінний забезпечують інвертори
Закон Джоуля - Ленца
Роботу, яку виконує джерело струму з ЕРС, визначають за формулою:
Енергія джерела струму перетворюється частково або повністю у внутрішню енергію провідника або в механічну енергію. Скориставшись законом Ома, роботу можна виразити через силу струму або напругу:
Потужність електричного струму дорівнює відношенню роботи А до часу t, протягом якого вона виконується:
Одиницею потужності в СІ є Ват (Вт).
Вимушені коливання.
Вимушеними називаються коливання, що відбуваються під дією періодичної зовнішньої сили. Щоб у реальній коливальній системі отримати незатухаючі коливання, треба компенсувати втрати енергії. Така компенсація можлива за допомогою якого-небудь періодичного чинника х(t), який змінюється за гармонійним законом:
,
де
— частота.Для вимушених коливань характерне явище резонансу — значне збільшення амплітуди коливань тоді, коли частота збурення збігається із одною з власних частот коливної системи.
Вільні коливання.
Вільні коливання виконує система, до якої не підводиться зовні енергія. Якщо при цьому система не витрачає своєї енергії, то її повна енергія залишається весь час сталою і коливання не будуть згасати.