Рассчитайте тепловую энергию, рассеиваемую в резистивных элементах цепи.
"Мощность, рассеиваемая в виде тепла в резистивных элементах цепи."
Q = I² × R × t
или
Q = P × t
Где:
Q: Тепловая энергия (джоули, Дж)
I: Сила тока (амперы, А)
R: Сопротивление (омы, Ом)
t: Время (секунды, с)
P: Мощность (ватты, Вт)
Примечание: Обе формулы эквивалентны. Используйте $ Q = I^2 R t $, когда известны сила тока и сопротивление.
Склонность материала к противодействию электрическому току, измеряемая в омах (Ом).
Большее сопротивление приводит к большему выделению тепла при одинаковой силе тока.
Пример: Резистор 100 Ом ограничивает ток и производит тепло.
Электрическая мощность, подаваемая или поглощаемая компонентом, измеряемая в ваттах (Вт).
1 ватт = 1 джоуль в секунду.
Вы можете рассчитать её как: P = I² × R или P = V × I
Пример: 5-ваттный светодиод использует 5 джоулей каждую секунду.
Поток электрического заряда через материал, измеряемый в амперах (А).
Тепло пропорционально квадрату силы тока — удвоение силы тока увеличивает тепло в четыре раза!
Пример: 1 А, 2 А, 10 А — каждый производит значительно разные уровни тепла.
Длительность, в течение которой течет ток, измеряемая в секундах (с).
Больше времени → больше общего тепла, выделяемого.
Пример: 1 секунда vs. 60 секунд → в 60 раз больше тепла.
Когда ток проходит через резистор:
Электроны движутся через материал
Они сталкиваются с атомами, теряя кинетическую энергию
Эта энергия передается в виде вибрационной энергии → тепло
Общее количество тепла зависит от: силы тока, сопротивления и длительности
Процесс необратим — электрическая энергия теряется в виде тепла.
Проектирование нагревательных элементов (например, электрические плиты, фены)
Расчет потерь мощности в линиях передач
Оценка повышения температуры в проводниках и компонентах печатных плат
Выбор подходящих резисторов на основе их мощностного рейтинга
Понимание, почему устройства нагреваются во время работы
Анализ безопасности в цепях (предотвращение перегрева и риска пожара)