Joules Lov om Opvarmning

Når strøm flyder gennem en elektrisk kredsløb, forårsager sammenstød mellem elektronerne og atomer i ledningen, at varme produceres. Hvor meget varme produceres, når der er strøm i en ledning, og afhænger hvilke betingelser og parametre varmeproduktionen af? Den engelske fysiker James Prescott Joule formulerede en formel, der præcist forklarer dette fænomen. Dette kaldes Joules lov.

Hvad er Joules Varmelov

Varmen, der produceres på grund af strømflyd i en elektrisk ledning, udtrykkes i enheder af Joules. Nu gives den matematiske repræsentation og forklaring af Joules lov på følgende måde.

1. Mængden af varme, der produceres i en strømførende ledning, er proportionel med kvadratet på mængden af strøm, der flyder gennem ledningen, når den elektriske modstand i ledningen og tiden, hvor strømmen flyder, er konstant.

   

2. Mængden af varme, der produceres, er proportionel med den elektriske modstand i ledningen, når strømmen i ledningen og tiden, hvor strømmen flyder, er konstant.

   

3. Den varme, der dannes ved strømflyd, er proportionel med tiden, hvor strømmen flyder, når den elektriske modstand og mængden af strøm er konstant.

Når disse tre betingelser kombineres, bliver den resulterende formel som følger –

Her er 'H' den producerede varme i Joules, 'i' er strømmen, der flyder gennem ledningen i ampere, og 't' er tiden i sekunder. Der er fire variable i ligningen. Når nogen af disse tre er kendte, kan den sidste beregnes. Her er 'J' en konstant, kendt som Joules mekaniske ækvivalent til varme. Mekanisk ækvivalent til varme kan defineres som antallet af arbejdsenheder, der, når de fuldstændigt omdannes til varme, leverer en enhed varme. Selvfølgelig vil værdien af J afhænge af valget af arbejds- og varmeeenheder. Det er blevet fundet, at J = 4,2 joule/kal (1 joule = 107 erg) = 1400 ft. lbs./CHU = 778 ft. lbs/B Th U. Bør bemærkes, at ovenstående værdier ikke er meget præcise, men er gode nok til generelt arbejde.

Ifølge Joules lov I2Rt = det udførte arbejde i joule elektrisk, når I ampere strøm vedligeholdes gennem en modstand R ohm i t sekunder.

Ved at eliminere I og R i tur i ovenstående udtryk med hjælp fra Ohms lov, får vi alternative former som.

Erklæring: Respektér det originale, godt artikler fortjener at deles, hvis der er overtrædelse bedes kontakt for sletning.