Joule se Wet van Verwarming

Wanneer stroom deur 'n elektriese bedrywing vloei, veroorsaak die botsing tussen die elektrone en atome van die draad dat hitte gegenereer word. Hoeveel hitte word gegenereer terwyl stroom deur 'n draad vloei en op watter voorwaardes en parameters is die hitteopwekking afhanklik? James Prescott Joule, 'n Engelse fisikus, het 'n formule geskep wat hierdie verskynsel akkuraat verduidelik. Dit staan bekend as Joule se wet.

Wat is Joule se Wet van Verhitting

Die hitte wat as gevolg van die vloei van stroom in 'n elektriese draad geproduseer word, word in eenhede van Joules uitgedruk. Die wiskundige voorstelling en verduideliking van Joule se wet word soos volg gegee.

1. Die hoeveelheid hitte wat in 'n stroomgeleiende draad geproduseer word, is eweredig aan die vierkant van die hoeveelheid stroom wat deur die draad vloei, wanneer die elektriese weerstand van die draad en die tyd van stroomvloei konstant is.

   

2. Die hoeveelheid hitte wat geproduseer word, is eweredig aan die elektriese weerstand van die draad wanneer die stroom in die draad en die tyd van stroomvloei konstant is.

   

3. Die hitte wat as gevolg van die vloei van stroom gegenereer word, is eweredig aan die tyd van stroomvloei, wanneer die elektriese weerstand en die hoeveelheid stroom konstant is.

Wanneer hierdie drie toestande saamgevoeg word, is die resulterende formule soos volg –

Hier is ‘H’ die hitte wat in Joules gegenereer word, ‘i’ is die stroom wat deur die geleidende draad in ampère vloei en ‘t’ is die tyd in sekondes. Daar is vier veranderlikes in die vergelyking. Wanneer enige drie hiervan bekend is, kan die ander bereken word. Hier is ‘J’ 'n konstante, bekend as Joule se meganiese ekwivalent van hitte. Meganiese ekwivalent van hitte kan gedefinieer word as die aantal werkseenhede wat, wanneer volledig omgesit word na hitte, een eenheid hitte lewer. Duidelik hang die waarde van J af van die keuse van werk- en hitteeenhede. Dit is gevind dat J = 4.2 joules/kal (1 joule = 107 ergs) = 1400 voet.pound/CHU = 778 voet.pound/B Th U. Dit moet opgemerk word dat die bogenoemde waardes nie baie akkuraat is nie, maar goed genoeg vir algemene werk is.

Volgens Joule se wet I2Rt = werk gedoen in joules elektries wanneer I ampère stroom deur 'n weerstand van R ohms vir t sekondes gehandhaaf word.

Deur I en R in die bo-uitdrukking opeenvolgend met behulp van Ohm se wet te elimineer, kry ons alternatiewe vorms as.

Verklaring: Respek die oorspronklike, goed artikels is die deel, as daar inbreuk is maak asblyf kontak om te verwyder.