Strømbalanse i en elektrisk krets
I følge Joule-Lenz-loven arbeid utført av en likestrøm i en motstand,
Dersom en annen omformer av elektromagnetisk energi til mekanisk eller kjemisk eller annen form for energi (elektrisk motor, ladebatteri, etc.) inngår i den betraktede grenen i stedet for en motstand, kan arbeidet utført av strømmen i løpet av tiden t beregnes i tilfellet at hvis omformerspenningen er kjent.
I dette tilfellet tar Joule-Lenz-formelen en annen form:
Ved likestrøm er strømmen tilført til delen av kretsen med motstand r gitt av uttrykket:
hvor I, U og r beholder samme betydning som i Joule-Lenz-formelen.
Strømmen som forbrukes i hele den eksterne kretsen og strømmen som leveres av generatoren er den samme. Effekten som utvikles av generatoren er alltid større enn den som generatoren gir til den eksterne kretsen, fordi en del av strømmen brukes til å dekke tap inne i selve generatoren.
Et kraftbalanseuttrykk for en enkelt lukket sløyfe som inneholder en generator med emf E og intern motstand ri og en motstand med motstand r kan fås fra Kirchhoff-ligningen.
For denne kretsen
Hvis begge sider av denne ligningen multipliseres med strømmen i kretsen, vil den resulterende ligningen representere effektbalansen i den kretsen
Effekten som utvikles av generatoren er lik summen av kraften som går tapt inne i generatoren og gis til den eksterne kretsen. P0 = EI er kraften som utvikles av generatoren, Pe = UI = I2r er kraften som generatoren gir til den eksterne kretsen, og Pi — I2ri er kraften som går tapt inne i selve generatoren.
Når du velger de samme positive retningene til strømmen gjennom den dobbelte terminalen I og spenningen til den dobbeltende terminalen U, må strømmen som forbrukes av de to terminalene, det vil si brukergrensesnittet til produktet, være positiv. Hvis det samtidig viser seg at brukergrensesnittet til produktet er negativt, vil dette bety at enheten med to terminaler ikke forbruker elektromagnetisk energi, men tvert imot er den en generator av elektromagnetisk energi og gir denne energien til elektrisk krets.
Hvis i en elektrisk krets et antall enheter med to terminaler sender ut elektromagnetisk energi til kretsen, absorberer de andre denne energien. I en likestrømskrets kan det ikke forekomme akkumulering av elektromagnetisk energi. Derfor må summen av kraften som forbrukes i passive toterminalnettverk og kraften som går tapt inne i generatorene være lik den algebraiske summen av effektene utviklet av alle generatorer, dvs. summen av produktene EkIk av alle generatorer som arbeider i en krets:
hvor n — antall grener i kjeden.
Balanseligningen oppnådd for en enkel krets som inneholder en generator kan skrives om ved å uttrykke strømmen som forbrukes i den eksterne kretsen som kraften uttrykt av generatoren og strømmen tapt inne i generatoren:
