Номер 2, страница 133 - гдз по физике 8 класс учебник Кронгарт, Насохова

2. В чем состоит отличие полезной работы тока от полной?

2. В чем состоит отличие полезной работы тока от полной?

Различие между полной и полезной работой электрического тока возникает при рассмотрении реальной электрической цепи, которая включает не только внешнюю нагрузку (потребителя энергии), но и сам источник тока, обладающий внутренним сопротивлением.

Полная работа ($A_{полн}$), или затраченная работа, — это работа, совершаемая сторонними силами источника тока (его ЭДС) по перемещению электрических зарядов по всей замкнутой цепи, то есть и во внешней, и во внутренней ее частях. Она определяется электродвижущей силой источника ($\mathcal{E}$) и силой тока ($I$) в цепи:

$A_{полн} = \mathcal{E} \cdot I \cdot t$

Полезная работа ($A_{полезн}$) — это часть полной работы, которая совершается на внешнем участке цепи, то есть на нагрузке с сопротивлением $R$ (например, на лампе, двигателе, нагревателе). Именно эта работа идет на выполнение той цели, для которой собрана цепь. Она определяется напряжением $U$ на клеммах источника (которое равно напряжению на внешней цепи):

$A_{полезн} = U \cdot I \cdot t = I^2 \cdot R \cdot t$

Разница между полной и полезной работой — это энергия, которая выделяется в виде тепла на внутреннем сопротивлении источника тока $r$. Эта работа ($A_{внутр}$) является неизбежными потерями энергии:

$A_{внутр} = I^2 \cdot r \cdot t$

Согласно закону сохранения энергии, полная работа равна сумме полезной работы и "внутренней" работы (потерь):

$A_{полн} = A_{полезн} + A_{внутр}$

Таким образом, ключевое отличие состоит в том, где именно совершается работа. Полная работа относится ко всей цепи, а полезная — только к ее внешней, "полезной" части.

Ответ: Полезная работа — это работа тока на внешнем участке цепи (нагрузке), в то время как полная работа — это работа тока во всей замкнутой цепи, включающая как полезную работу, так и работу по преодолению внутреннего сопротивления источника тока. Разница между ними представляет собой энергетические потери внутри источника, выделяющиеся в виде тепла.