Balanç de potència en un circuit elèctric
D'acord amb La llei de Joule-Lenz treball realitzat per un corrent continu en una resistència,
Si en la branca considerada s'inclou un altre convertidor d'energia electromagnètica en energia mecànica o química o d'una altra forma (motor elèctric, bateria de càrrega, etc.) en lloc d'una resistència, el treball realitzat pel corrent durant el temps t es pot calcular en el cas que si es coneix la tensió del convertidor.
En aquest cas, la fórmula de Joule-Lenz pren una forma diferent:
En corrent continu, la potència subministrada a la secció del circuit amb resistència r ve donada per l'expressió:
on I, U i r conserven el mateix significat que en la fórmula de Joule-Lenz.
La potència consumida en tot el circuit extern i la potència subministrada pel generador són la mateixa. La potència desenvolupada pel generador és sempre més gran que la que el generador dóna al circuit extern, perquè part de la potència es gasta per cobrir les pèrdues dins del propi generador.
A partir de l'equació de Kirchhoff es pot obtenir una expressió d'equilibri de potència per a un sol bucle tancat que conté un generador amb fem E i resistència interna ri i una resistència de resistència r.
Per aquest circuit
Si els dos costats d'aquesta equació es multipliquen pel corrent al circuit, aleshores l'equació resultant representarà el balanç de potència en aquest circuit.
La potència desenvolupada pel generador és igual a la suma de la potència perduda dins del generador i donada al circuit extern. P0 = EI és la potència desenvolupada pel generador, Pe = UI = I2r és la potència que el generador dóna al circuit extern i Pi — I2ri és la potència perduda dins del propi generador.
En triar les mateixes direccions positives del corrent a través del terminal de doble extrem I i la tensió del terminal de doble extrem U, la potència consumida pels dos terminals, és a dir, la interfície d'usuari del producte, ha de ser positiva. Si al mateix temps resulta que la interfície d'usuari del producte és negativa, això significarà que el dispositiu amb dos terminals no consumeix energia electromagnètica, sinó que, al contrari, és un generador d'energia electromagnètica i dóna aquesta energia a circuit elèctric.
Si en un circuit elèctric una sèrie de dispositius amb dos terminals emeten energia electromagnètica al circuit, els altres absorbeixen aquesta energia. En un circuit de corrent continu, no es pot produir cap acumulació d'energia electromagnètica. Per tant, la suma de la potència consumida a les xarxes passives de dos terminals i la potència perduda dins dels generadors ha de ser igual a la suma algebraica de les potències desenvolupades per tots els generadors, és a dir. la suma dels productes EkIk de tots els generadors que treballen en un circuit:
on n — el nombre de branques de la cadena.
L'equació d'equilibri obtinguda per a un circuit simple que conté un generador es pot reescriure expressant la potència consumida al circuit extern com la potència expressada pel generador i la potència perduda dins del generador:
