Zákon Jouleova tepelného efektu
Když proud prochází elektrickým obvodem, srážky mezi elektrony a atomy drátu způsobují vytvoření tepla. Jaké množství tepla je vygenerováno během proudu procházejícího drátem a na jakých podmínkách a parametrech závisí produkce tepla? Anglický fyzik James Prescott Joule vytvořil vzorec, který tento jev přesně vysvětluje. Tento jev se nazývá Jouleův zákon.
Co je Jouleův zákon ohřevu
Teplá energie, která je vyprodukovaná díky proudu procházejícímu elektrickým drátem, se vyjadřuje v jednotkách Joule. Nyní je matematické vyjádření a vysvětlení Jouleova zákona uvedeno následovně.
Množství tepla vyprodukovaného v drátu, kde probíhá proud, je úměrné druhé mocnině tohoto proudu, pokud je elektrický odpor drátu a doba proudu konstantní.
Množství tepla vyprodukovaného je úměrné elektrickému odporu drátu, pokud je proud a doba proudu konstantní.
Teplá energie vyprodukovaná proudem je úměrná době proudu, pokud je elektrický odpor a množství proudu konstantní.
Když jsou tyto tři podmínky sloučeny, výsledný vzorec vypadá takto –
Zde, ‘H’ je vygenerované teplo v joule, ‘i’ je proud procházející drátem v amperu a ‘t’ je čas v sekundách. V rovnici je čtyři proměnné. Pokud jsou známy tři z nich, lze vypočítat čtvrtou. Zde, ‘J’ je konstanta, známá jako Jouleův mechanický ekvivalent tepla. Mechanický ekvivalent tepla se definuje jako počet pracovních jednotek, které, když jsou plně převedeny na teplo, poskytnou jednu jednotku tepla. Samozřejmě, hodnota J závisí na volbě jednotek práce a tepla. Bylo zjištěno, že J = 4.2 jouly/cal (1 joule = 107 ergů) = 1400 ft. lbs./CHU = 778 ft. lbs/B Th U. Je třeba poznamenat, že uvedené hodnoty nejsou velmi přesné, ale jsou dostatečné pro běžnou práci.
Podle Jouleova zákona I2Rt = provedená práce v joulech elektricky, když proud I ampérů je udržován v odporu R ohmů po dobu t sekund.
Eliminací I a R v následujícím výrazu s pomocí Ohmovu zákona, získáme alternativní formy.
Poznámka: Respektujte původ, doporučené články stojí za sdílení, v případě porušení autorských práv se prosím obraťte na nás.
