חוק ג'אול

 

 אם האנרגיה שמאבד המטען העובר בצרכן הוא qU, כמה אנרגיה מקבל הצרכן

בשניה אחת ?

 לצורך זה נחשב את ההספק (כמות האנרגיה ביחידת זמן):

 

P = E_p / t = (q / t)·U

 

מכיוון שהזרם קשור לשינוי במטען:

I = q/t 

נקבל:

P = IU

 

 כלומר, ההספק שווה למכפלת הזרם בהפרש הפוטנציאלים.

      יחידת ההספק היא וואט (W).

מכיוון שהספק הוא כמות אנרגיה בשניה, ניתן לומר כי

 

W = J/sec

 

כלומר, 1W – זה הספק של גוף כשיש בו שינוי אנרגיה של 1J כל 1sec.

כמות האנרגיה שהנגד צורך בזמן t תהיה:

 

E = P·t = IU·t

 

נגדיר יחדה חדשה שימושית מאוד בחישובי צריכת אנרגיה חשמלית (לא יחידת הספק):

קילוואט – שעה (kWh).

 

1 kWh = 3600 sec · 1 kW = 3600 sec · 1000 W = 3.6 · 10^6

 

אנו רואים כי ההספק החשמלי, הנצרך על ידי צרכן, שווה למכפלת המתח המסופק לצרכן, בעוצמת הזרם הזורם דרכו.

בנוסחה זו נשתמש כאשר נרצה לחשב את ההספק של צרכן מסוים, כאשר נתונים לנו המתח המסופק לצרכן והזרם הזורם דרכו.

מתוך נוסחה זו ניתן לחלץ את הזרם או המתח כתלות בהספק ונקבל את הנוסחאות הבאות:

 

I = P / U

 

U = P / I

 

בדרך כלל, רשומים על גבי צרכנים חשמליים שונים שני נתונים:

המתח, אותו יש לספק לצרכן, וההספק הנצרך על ידי אותו צרכן.

ניתן למצוא נתונים אלו על גבי נורות חשמליות, מגהצים, קומקומים חשמליים ודומיהם.

 

נתונים אלו חשובים לזיהוי המכשיר, ובאמצעותם ניתן להסיק מסקנות באשר לפעולת המכשיר.

נניח שמכשיר מסוים מיועד למתח של 110 V, אז בוודאי שאין לחבר למכשיר מתח גבוה יותר מהרשום עליו כדי למנוע צריכת הספק גדולה יותר, אשר עלולה לגרום נזק למכשיר.

 

לעומת זאת, אם נחבר את המכשיר למתח נמוך יותר, הוא יצרוך הספק נמוך מזה הדרוש לו, וכתוצאה מכך הוא לא יפעל כראוי.

ניקח לדוגמה נורה חשמלית שהספקה 100 ואט,  המיועדת למתח של 220 V.

אם נחברה למתח גבוה קצת מ – 220 V, יעלה במעט ההספק הנצרך על ידי הנורה והיא תאיר חזק יותר, אך אורך החיים שלה יהיה קצר יותר. אם נחבר אותה למתח גבוה עוד יותר, ההספק הנצרך על ידה היה גבוה יותר והיא היתה נשרפת. לכן, יש לשים לב למרץ היצור של הצרכן – שהרי בארצות הברית מתח המקור עומד על 110 V ולכן, אין לחבר אותם לרשת החשמל שלנו שהיא 220 V.

 

ההספק הרשום על גבי הצרכן החשמלי נותן לנו מושג על פעולתו.

למשל, ככל שהספקה של נורה חשמלית גבוה יותר, כך היא תאיר חזק יותר. וככל שהספקו של תנור חימום גבוה יותר, כך הוא יחמם יותר.