Обчисліть теплову енергію, виділену в резистивних елементах кола.
"Потужність, виділена у вигляді тепла в резистивних елементах кола."
Q = I² × R × t
або
Q = P × t
Де:
Q: Теплова енергія (джоулі, J)
I: Струм (ампери, A)
R: Опір (оми, Ω)
t: Час (секунди, s)
P: Потужність (ватти, W)
Примітка: Обидві формули є еквівалентними. Використовуйте $ Q = I^2 R t $, коли вам відомі струм і опір.
Схильність матеріалу до протидії течії електричного струму, вимірюється в омах (Ω).
Більший опір призводить до більшого вироблення тепла при однаковому струмі.
Приклад: Резистор 100 Ω обмежує струм і виробляє тепло.
Електрична потужність, підведена або поглинута компонентом, вимірюється в ваттах (W).
1 ватт = 1 джоуль на секунду.
Ви можете обчислити це як: P = I² × R або P = V × I
Приклад: LED 5W використовує 5 джоулі кожну секунду.
Течія електричного заряду через матеріал, вимірюється в амперах (A).
Тепло пропорційне квадрату струму — подвоєння струму чотириразово збільшує тепло!
Приклад: 1 A, 2 A, 10 A — кожен виробляє значно різні рівні тепла.
Тривалість, протягом якої тече струм, вимірюється в секундах (s).
Довший час → більше загальної теплоти.
Приклад: 1 секунда vs. 60 секунд → 60 разів більше тепла.
Коли струм тече через резистор:
Електрони переміщуються через матеріал
Вони зіткуються з атомами, втрачаючи кінетичну енергію
Ця енергія передається як вібраційна енергія → тепло
Загальне тепло залежить від: струму, опору і тривалості
Процес незворотний — електрична енергія втрачається як тепло.
Проектування нагрівальних елементів (наприклад, електричні плити, фени)
Обчислення втрат потужності в лініях передачі
Оцінка підвищення температури в провідних шляхах плат та компонентів
Вибір відповідних резисторів згідно з потужністю
Розуміння причин нагрівання пристроїв під час роботи
Аналіз безпеки в колах (попередження перегріву та ризику пожежі)