W obwodzie prądu stałego energia elektryczna (czyli praca wykonana przez prąd) jest równa mocy pobieranej przez odbiornik pomnożonej przez czas:
E = P · t
Dla prądu stałego (i w typowym ujęciu szkolnym) moc wyraża się iloczynem napięcia i natężenia:
P = U · I
Po połączeniu obu zależności dostajemy wzór na energię:
E = U · I · t
To jest jedyna odpowiedź, która uwzględnia, że energia zależy nie tylko od parametrów obwodu (U i I), ale też od tego, jak długo odbiornik pracuje.
- E = U · R – jest niepoprawne, bo opór R sam w sobie nie daje informacji o mocy ani energii bez dodatkowych zależności i wielkości. Jednostki też się nie zgadzają.
- E = U · I – to wzór na moc, nie na energię. Brakuje czynnika czasu t, więc wynik nie opisuje "ile energii" zużyto.
- E = U · R · t – również niepoprawne: opór nie zastępuje natężenia wprost. Gdy chcemy używać R, trzeba najpierw wyrazić moc poprawnie (np. poprzez I i R lub U i R), a dopiero potem pomnożyć przez czas.
Wskazówka egzaminacyjna: sprawdzaj jednostki. Jeśli U jest w woltach, I w amperach, a t w sekundach, to U·I daje waty (W), a W·s daje dżule (J) – czyli energię. To szybki sposób na wyłapanie odpowiedzi bez czasu lub z niepasującymi wielkościami.
