Jouleov zakon grijanja
Kada struja teče kroz električni krug, sudari elektrona i atoma žice dovode do stvaranja toplote. Koliko toplote se generira tijekom protjecanja struje kroz žicu i o kojim uvjetima i parametrima zavisi stvaranje toplote? Engleski fizičar James Prescott Joule izveo je formulu koja točno objašnjava ovaj pojav. Ova je formula poznata kao Jouleov zakon.
Što je Jouleov zakon zagrijavanja
Toplota koja nastaje zbog protjecanja struje unutar električne žice, izražena je u jedinicama Joula. Sada matematička reprezentacija i objašnjenje Jouleovog zakona dana su na sljedeći način.
Količina toplote proizvedene u žici koja vodi struju, proporcionalna je kvadratu količine struje koja teče kroz žicu, kada je električni otpor žice i vrijeme protjecanja struje konstantno.
Količina toplote proizvedene proporcionalna je električnom otporu žice kada je struja u žici i vrijeme protjecanja struje konstantno.
Generirana toplota zbog protjecanja struje proporcionalna je vremenu protjecanja struje, kada je električni otpor i količina struje konstantna.
Kada se ove tri uvjete spoje, rezultirajuća formula glasi ovako –
Ovdje, 'H' predstavlja generiranu toplotu u Joulovima, 'i' je struja koja teče kroz vodnu žicu u amperima, a 't' je vrijeme u sekundama. U jednadžbi ima četiri varijable. Kada su poznate bilo koje tri od njih, može se izračunati četvrta. Ovdje, 'J' je konstanta, poznata kao mehanički ekvivalent toplote. Mehanički ekvivalent toplote može se definirati kao broj radnih jedinica koje, kada su potpuno pretvorene u toplinu, pružaju jednu jedinicu toplote. Naravno, vrijednost J-a ovisit će o izboru jedinica rada i topline. Ispostavilo se da je J = 4.2 joula/kal (1 joule = 107 erga) = 1400 ft. lbs./CHU = 778 ft. lbs/B Th U. Treba napomenuti da navedene vrijednosti nisu vrlo točne, ali su dovoljno dobre za opće poslove.
Sada, prema Jouleovom zakonu I2Rt = rad obavljen u joulovima električno kada se I ampera struje održava kroz otpornik od R ohmova tijekom t sekundi.
Eliminiranjem I i R u gornjem izrazu s pomoću Ohmovog zakona, dobivamo alternative forme.
Izjava: Pozdravljamo original, dobre članke vrijedi podijeliti, ako postoji kršenje autorskih prava molimo o brisanje.
