Joule-Lenz lag
Emil Khristianovich Lentz (1804 - 1865) - Ryskaden berömda fysikern. Han är en av grundarna till elektromekanik. Hans namn är associerat med upptäckten av en lag som bestämmer induktionsströmmen och lagen som bestämmer det elektriska fältet i en ledare med en ström.
Dessutom, Aemili Lenz och den engelska fysikernJoule studerar experimentellt värmeverkan ström, oberoende av varandra öppnade lag enligt vilken den värmemängd som frigörs i ledaren kommer att vara direkt proportionell mot kvadraten av den elektriska ström som flyter genom ledaren, dess resistivitet och den tid under vilken elektrisk ström hålls konstant i ledaren.
Denna lag kallades Joule-Lentzs lag, dess formel är följande:
Q = kl2Rt, (1)
där Q är mängden värme som släpps, l är strömmen,R-resistans hos ledaren, t-tiden; kvantiteten k kallas termisk ekvivalent av arbetet. Det numeriska värdet av denna mängd beror på valet av enheter där de återstående kvantiteterna i formeln mäts.
Om mängden värme mäts i kalorier, är strömmeni ampere, motstånd i ohm och tid i sekunder, så är k numeriskt lika med 0,24. Detta betyder att strömmen i 1a säkras i ledaren, som har ett motstånd på 1 Ohm, per sekund, värmnumret, vilket är 0,24 kcal. Utgående från detta kan mängden värme i kalorier som släpps i ledaren beräknas med formeln:
Q = 0,24l2Rt.
I systemet med SI-enheter, energi, mängden värme ochArbetet mäts i enheter - joules. Därför är proportionalitetskoefficienten i Joule-Lenz-lagen enhet. I detta system har Joule-Lenz-formuläret formen:
Q = l²Rt. (2)
Joule-Lenzs lag kan verifieras av erfarenhet. En ström passerar genom en trådspiral nedsänkt i en vätska som hälls i kalorimetern. Då räknas mängden värme som släpps ut i kalorimetern. Spiralets motstånd är känt i förväg, strömmen mäts med en ammeter och tiden med en stoppur. Om du ändrar strömmen i kretsen och använder olika spiraler kan man verifiera Joule-Lenz-lagen.
Baserat på Ohms lag
I = U / R,
Ersätta det aktuella värdet i formeln (2), erhåller vi ett nytt uttryck för formel Joule lag - Lenz:
Q = (U2 / R) t.
Det är lämpligt att använda formeln Q = l2Rt för beräkningenmängden värme som släpps i en serieanslutning, för i detta fall är elströmmen i alla ledare densamma. Därför, när ett antal ledare är anslutna i serie, kommer var och en av dem att ges en mängd värme som är proportionell mot ledarens motstånd. Om vi kombinera, t ex, successivt tre trådar av lika storlek - koppar, järn och nikelinovuyu, den största mängden värme kommer att frigöras från nikelinovoy, eftersom resistiviteten hos dess största, är det starkare och upphettas.
Om ledarna är anslutna parallellt, dåDen elektriska strömmen i dem kommer att vara annorlunda, och spänningen vid ändarna hos sådana ledare är densamma. Beräkning av den mängd värme som kommer att släppas vid en sådan anslutning, det är bättre att utföra, med formeln Q = (U² / R) t.
Denna formel visar att i en parallell anslutning kommer varje ledare allokera så mycket värme som kommer att vara omvänd proportionell mot dess ledningsförmåga.
Om du ansluter tre lika tjocka trådar -koppar, järn och nickel - parallellt med varandra och passerar strömmen genom dem, då kommer den största mängden värme att släppas i koppartråden och det kommer att värma upp mer än andra.
Med utgångspunkt i Joule-Lenzs lag, producerarberäkning av olika elbelysningsinstallationer, värme och värme elektriska apparater. Även omvandlingen av elenergi till värme används ofta.
