توان الکتریکی

برای دیگر کاربردها، توان (ابهام‌زدایی) را ببینید.

تئوری

مطابق قانون اهم، اختلاف پتانسیل دو سر یک مقاومت با رابطه $V = RI$ داده می‌شود که در آن I شدت جریان است که از مقاومت می‌گذرد. از طرفی مقدار انرژی مصرفی در یک مقاومت از رابطه $W = RI^2T$ محاسبه می‌شود. توان مصرفی که عبارت است از مقدار انرژی الکتریکی مصرف شده در این مقاومت در واحد زمان، از رابطهٔ زیر محاسبه می‌شود:

$P = \frac{W}{t}$

حال اگر مقدار انرژی را از فرمولش در رابطه توان جایگذاری کنیم، روابط مربوط به توان به صورت زیر بدست می‌آید:

$P = \frac{W}{t} = \frac{RI^2t}{t} = RI^2 \Rightarrow P=RI^2$

همچنین اگر در فرمول بالا به جای $RI$ به توجه به قانون اهم، مقدار $V$ را بگذاریم، فرمول دوم توان نیز بدست می‌آید:

$P = RI^2 \xrightarrow{V=RI} P = VI$

رابطه دیگری نیز می‌توانیم برای توان بدست آوریم:

$P = VI \xrightarrow{I=\frac{V}{R}} P=\frac{V^2}{R}$

مقدار توان مصرفی در مقاومت را می‌توان از یکی از روابط بالا بدست آورد. این توان مصرفی توسط یک مولد به توان $P=\epsilon I$ تامین می‌گردد که در آن $\epsilon$ نیروی محرکه منبع می‌باشد.

منابع

• مصطفی ابراهیمی محتشم، گزارش کار آزمایشگاه فیزیک: عملیات الکتریسیته، دانشکده فیزیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران