В случае квазилинейного постоянного тока в замкнутой (без разветвлений) цепи мощность суммарного притока электромагнитной энергии, вырабатываемой источниками, полностью расходуется на выделение тепла (см. Джоулевы потери:)
где 
- э.д.с. в проводящей
цепи, I - ток, R - сопротивление (знак э.д.с., как и знак
тока, зависит от выбора направления обхода по контуру).
При описании квазистационарных процессов в электрич. цепях в уравнении энергетического баланса (*) необходим учёт изменений накопленной магнитной Wm и электрической We энергий:
При изменении магнитного поля во времени возникает вихревое электрическое поле Es, циркуляцию которого вдоль проводящего контура принято называть э.д.с. электромагнитной индукции:
Изменения электрической энергии
существенны, как правило, в тех случаях, когда цепь содержит элементы с большой
электрич. ёмкостью, например, конденсаторы. Тогда dWe/dt = DU.I, где DU - разность потенциалов между обкладками конденсатора.
Допустимы, однако, и другие интерпретации энергетических превращений в электрической цепи. Так, например, если в цепь переменного гармонического тока включён соленоид с индуктивностью L, то взаимные превращения электрич. и магн. энергий в нём могут быть охарактеризованы как
э.д.с. электромагнитн. индукции 
так и падением напряжения на эффективном реактивном сопротивлении ZL (см. Импеданс): 
В движущихся в магн. поле телах (напр., в якоре униполярного индуктора) даже
работа сил сопротивления может давать вклад в э.д.с..
В разветвлённых цепях квазилинейных
токов соотношение между э.д.с. и падениями напряжения на участках цепи, составляющих
замкнутый контур, определяется вторым Кирхгофа правилом.
Э.д.с. является интегральной характеристикой замкнутого контура, и в общем
случае нельзя строго указать место
её "приложения". Однако довольно часто э.д.с. можно считать приближённо
локализованной в определённых устройствах или элементах цепи. В таких случаях
её принято считать характеристикой устройства (гальванич. батареи, аккумулятора,
динамо-машины и т. п.) и определять через разность потенциалов между его разомкнутыми
полюсами. По типу преобразований энергии в этих устройствах различают следующие
виды э.д.с.: химическая э.д.с. в гальванич. батареях, ваннах, аккумуляторах,
при коррозионных процессах (гальваноэффекты), фотоэлектрическая э.д.с. (фотоэдс) при внеш. и внутр. фотоэффекте (фотоэлементы, фотодиоды);
электромагнитная э.д.с. - э.д.с. электромагнитн. индукции (динамо-машины, трансформаторы,
дроссели, электромоторы и т. п.); электростатическая э.д.с., возникающая,
напр., при механич. трении (электрофорные машины, электризация грозовых облаков
и т. п.); пьезоэлектрическая э.д.с. - при сдавливании или растяжении
пьезоэлектриков (пьезодатчики, гидрофоны, стабилизаторы частоты и т. п.);
термоионная э.д.с., связанная с термоэмиссией заряж. частиц с поверхности
разогретых электродов; термоэлектрическая э.д.с. (термоэ.д.с.)- на контактах разнородных проводников (Зеебека эффект и Пельтье
эффект)либо на участках цепи с неоднородным распределением температуры (Томсона
эффект). Термоэ.д.с. используют в термопарах, пирометрах, холодильных машинах.
М. А. Миллер, Г. В. Пермитин.
|
|
 |
