[latexpage]Работой тока называется работа, которую совершает электрическое поле при упорядоченном движении заряженных частиц. Найдем работу тока на некотором участке электрической цепи. Работа электрического поля при перемещении заряда $q$ на этом участке равна
$A=qU$.
Из формулы силы тока получим, что $q=It$. С учетом этого равенства получаем формулу для вычисления работы электрического тока
$A=UIt$.
Закон сохранения энергии гласит, что полученная работа будет равна изменению энергии участка цепи на котором мы находили работу тока. Если при этом электрический ток не совершает механическую работу или не производит химических действий, то будет происходить только нагревание проводника, т.е. будет увеличиваться его внутренняя энергия. Нагретый проводник передает энергию другим телам, а значит последняя формула, в этом случает, будет определять количество теплоты передаваемой проводником другим телам
$Q=A=UIt$.
Если проводники соединены последовательно, то сила тока в них одинакова и поэтому удобнее пользоваться другой формулой для расчета работы тока. Из закона Ома для участка цепи $U=IR$, тогда
$A=I^2Rt$.
Если же проводники соединены параллельно, то напряжение на всех проводниках одинаково. В этом случае можно, пользуясь законом Ома для участка цепи, исключить силу тока из формулы расчета работы
$A=U\cdot\frac{U}{R}\cdot t=\frac{U^2}{R}t$.
Как было отмечено выше, при прохождении электрического тока по проводнику происходит выделение некоторого количество теплоты. Экспериментальным путем английский учёный Д. Джоуль и русский учёный Э. X. Ленцем, независимо друг от друга, установили закон, определяющий количество теплоты, которую выделяет проводник с током в окружающую среду. Этот закон был назван их именем — закон Джоуля-Ленца: количество теплоты, выделяемой в проводнике с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени прохождения тока по проводнику
$Q=I^2Rt$.
Помимо работы, которую совершает электрический ток, важной его характеристикой является его мощность. Мощность тока характеризует скорость совершения работы. Определяется мощность тока так же как и механическая мощность, но обозначается по другому — латинской буквой $P$
$P=\frac{A}{t}$.
С учетом всех формул, полученных нами для вычисления работы тока и последней, формулы для вычисления мощности запишутся так
$P=UI=I^2R=\frac{U^2}{R}$.
Обычно на электрических приборах, и в некоторых задачах на потребителях, указывают значение мощности. Однако нужно понимать, что эти значения мощности будут только тогда, когда устройства будут подключены к некоторому номинальному напряжению. Под номинальным понимается напряжение, при котором устройство будет работать в нормальном режиме продолжительное время. Номинальному напряжению соответствуют номинальная мощность и номинальная сила тока. Представим ситуацию, у вас есть лампочка, которую вы хотите использовать в осветительной сети квартиры. На ней указаны значения — 100 Вт и 220 В. Это означает, что при включении этой лампочки в сеть с напряжением 220 В ее мощность будет равна 100 Вт, это и есть номинальная мощность. Если включить лампочку в сеть с меньшим напряжением, то мощность лампы уменьшится, например, если включить такую лампу в сеть с напряжением 110 В, то ее мощность уменьшится в 4 раза в соответствии с формулой
$P=\frac{U^2}{R}$
и будет составлять 25 Вт. Лампа хоть и будет гореть, но очень тускло. Сказанное выше нужно обязательно учитывать при решении задач и всегда внимательно изучать условие задачи на предмет указания в ней номинальной мощности.