Tehotase sähköpiirissä
Mukaan Joule-Lenzin laki työ, joka tehdään tasavirralla vastuksessa,
Jos kyseessä olevaan haaraan sisältyy vastuksen sijasta jokin muu sähkömagneettisen energian muunnin mekaaniseksi tai kemialliseksi tai muuksi energiaksi (sähkömoottori, latausakku jne.), voidaan virran suorittama työ laskea ajan t aikana. jos muuntimen jännite tunnetaan.
Tässä tapauksessa Joule-Lenzin kaava on erilainen:
Tasavirralla virtapiirin osaan, jonka resistanssi on r, syötetään lausekkeella:
jossa I, U ja r säilyttävät saman merkityksen kuin Joule-Lenzin kaavassa.
Koko ulkoisen piirin kulutettu teho ja generaattorin syöttämä teho ovat samat. Generaattorin kehittämä teho on aina suurempi kuin se, jonka generaattori antaa ulkoiselle piirille, koska osa tehosta käytetään kattamaan itse generaattorin sisällä olevia häviöitä.
Tehotasapainolauseke yhdelle suljetulle silmukalle, joka sisältää generaattorin, jossa on emf E ja sisäinen vastus ri, ja vastuksen r vastus voidaan saada Kirchhoffin yhtälöstä.
Tälle piirille
Jos tämän yhtälön molemmat puolet kerrotaan piirissä olevalla virralla, tuloksena oleva yhtälö edustaa tehotasapainoa kyseisessä piirissä
Generaattorin kehittämä teho on yhtä suuri kuin generaattorin sisällä menetetty ja ulkoiselle piirille annettu teho. P0 = EI on generaattorin kehittämä teho, Pe = UI = I2r on teho, jonka generaattori antaa ulkoiselle piirille, ja Pi — I2ri on generaattorin sisällä menetetty teho.
Valittaessa kaksipäisen liittimen I läpi kulkevan virran ja kaksipäisen liittimen U jännitteen samat positiiviset suunnat, kahden liittimen eli tuotteen käyttöliittymän kuluttaman tehon tulee olla positiivinen. Jos samaan aikaan käy ilmi, että tuotteen käyttöliittymä on negatiivinen, tämä tarkoittaa, että kahdella liittimellä varustettu laite ei kuluta sähkömagneettista energiaa, vaan päinvastoin, se on sähkömagneettisen energian generaattori ja antaa tämän energian virtapiiri.
Jos sähköpiirissä useat kaksinapaiset laitteet lähettävät sähkömagneettista energiaa piiriin, muut absorboivat tätä energiaa. Tasavirtapiirissä sähkömagneettista energiaa ei voi kertyä. Siksi passiivisissa kaksipääteverkoissa kulutetun tehon ja generaattoreiden sisällä menetettävän tehon summan tulee olla yhtä suuri kuin kaikkien generaattoreiden kehittämien tehojen algebrallinen summa, ts. kaikkien piirissä toimivien generaattoreiden EkIk tuotteiden summa:
missä n — ketjun haarojen lukumäärä.
Yksinkertaiselle yhden generaattorin sisältävälle piirille saatu tasapainoyhtälö voidaan kirjoittaa uudelleen ilmaisemalla ulkoisen piirin kulutettu teho generaattorin ilmaisemana tehona ja generaattorin sisällä menetettynä tehona:
