Как считать мощность и работу тока в задачах ЕГЭ?

Все три формулы мощности эквивалентны и выводятся из закона Ома — выбирай по тому, что дано.

Мощность:

• P = U·I — если известны напряжение и ток.
• P = I²·R — если известны ток и сопротивление.
• P = U²/R — если известны напряжение и сопротивление.

Работа тока (выделенная энергия): A = P·t = U·I·t = I²·R·t (закон Джоуля-Ленца для тепла: Q = I²·R·t).

Единицы: мощность — ватт (Вт), работа/энергия — джоуль (Дж). Внесистемная — кВт·ч.

Как выбрать формулу:

• При последовательном соединении удобна P = I²·R (ток общий): больше R → больше мощность на нём.
• При параллельном удобна P = U²/R (напряжение общее): больше R → меньше мощность.

Пример. Лампа R = 100 Ом, напряжение 200 В. P = U²/R = 200²/100 = 400 Вт. За t = 60 с выделится A = P·t = 400·60 = 24 000 Дж.

Частые ошибки:

• Берут P = U²/R для резистора в последовательной цепи, подставляя общее U вместо напряжения на этом резисторе.
• Путают мощность (Вт) и энергию (Дж) — энергия = мощность × время.
• При расчёте КПД источника: полезная мощность на нагрузке Pполезн = I²·R, полная Pполн = ε·I, тогда η = R/(R+r).