Баланс снаге у електричном колу

Према Јоуле-Ленцов закон рад који врши једносмерна струја у отпору,

Ако је у разматрану грану уместо отпорника укључен други претварач електромагнетне енергије у механичку или хемијску или други облик енергије (електромотор, батерија за пуњење итд.), рад који струја изврши за време т може се израчунати у случај да ако је познат напон претварача.

У овом случају, Јоуле-Ленз формула има другачији облик:

При једносмерној струји, снага која се доводи у део кола са отпором р је дата изразом:

где И, У и р задржавају исто значење као у Јоуле-Ленз формули.

Снага која се троши у целом спољном колу и снага коју напаја генератор су исте. Снага коју развија генератор је увек већа од оне коју генератор даје спољашњем колу, јер се део снаге троши да покрије губитке унутар самог генератора.

Израз равнотеже снаге за једну затворену петљу која садржи генератор са емф Е и унутрашњим отпором ри и отпорник отпора р може се добити из Кирхофове једначине.

За ово коло

Ако се обе стране ове једначине помноже са струјом у колу, онда ће резултујућа једначина представљати равнотежу снаге у том колу

Снага коју развија генератор једнака је збиру снаге изгубљене унутар генератора и предате спољашњем колу. П0 = ЕИ је снага коју развија генератор, Пе = УИ = И2р је снага коју генератор даје спољашњем колу, а Пи — И2ри је снага изгубљена унутар самог генератора.

Приликом избора истих позитивних смерова струје кроз двострани терминал И и напона двостраног терминала У, снага коју троше два терминала, односно кориснички интерфејс производа, мора бити позитивна. Ако се у исто време испостави да је кориснички интерфејс производа негативан, то ће значити да уређај са два терминала не троши електромагнетну енергију, већ напротив, он је генератор електромагнетне енергије и ту енергију даје електрични круг.

Ако у електричном колу више уређаја са два терминала емитују електромагнетну енергију у коло, остали апсорбују ову енергију. У колу једносмерне струје не може доћи до акумулације електромагнетне енергије. Дакле, збир снаге потрошене у пасивним двотерминалним мрежама и снаге изгубљене унутар генератора мора бити једнак алгебарском збиру снага које развијају сви генератори, тј. збир производа ЕкИк свих генератора који раде у колу:

где је н - број грана у ланцу.

Једначина равнотеже добијена за једноставно коло које садржи један генератор може се преписати изражавањем снаге потрошене у спољашњем колу као снага коју изражава генератор и снага изгубљена унутар генератора: